Aliran Laminer dan Turbulen Aliran Mantap dan Tak Mantap

11

2.2.2 Aliran Kompresibel dan Tak Kompresibel

Semua fluida kompresibel sehingga rapat massanya berubah dengan perubahan tekanan. Pada aliran mantap dengan perubahan rapat massa kecil, sering dilakukan penyederhanaan dengan menganggap bahwa zat cair adalah tak kompresibel dan rapat massa adalah konstan. Oleh karena zat cair mempunyai kemampatan yang sangat kecil, maka dalam analisis aliran mantap sering dilakukan anggapan zat cair tak kompresibel. Tetapi pada aliran tak mantap melalui pipa di mana bisa terjadi perubahan tekanan yang sangat besar, maka kompresibilitas zat cair harus diperhitungkan. Untuk gas di mana kemampatannya besar, maka perubahan rapat massa karena adanya perubahan tekanan harus diperhitungkan.

2.2.3 Aliran Laminer dan Turbulen

a b Gambar 2.2 a aliran laminar dan b aliran turbulen Aliran viskos dapat dibedakan dalam aliran laminer dan turbulen. Aliran laminer adalah apabila partikel-partikel zat cair bergerak teratur dengan membentuk garis lintasan kontinyu dan tidak saling berpotongan. Apabila zat warna diinjeksikan pada suatu titik dalam aliran, maka zat warna tersebut akan mengalir menurut garis aliran yang teratur seperti benang tanpa terjadi difusi atau penyebaran. Universitas Sumatera Utara 12 Pada aliran turbulen Gambar 2.2.b partikel-partikel zat cair bergerak tidak teratur dan garis lintasannya saling berpotongan. Zat warna yang dimasukkan pada suatu titik dalam aliran akan terdifusi dengan cepat ke seluruh aliran. Aliran turbulen terjadi apabila kecepatan aliran besar, saluran besar, dan zat cair mempunyai kekentalan kecil. Aliran di sungai, saluran irigasidrainase dan di laut adalah contoh dari aliran turbulen.

2.2.4 Aliran Mantap dan Tak Mantap

Aliran mantap steady flow terjadi jika variabel dari aliran seperti kecepatan V, tekanan p, rapat massa ρ, penampang aliran A, debit Q, dsb, di sembarang titik pada zat cair tidak berubah dengan waktu. Dalam aliran turbulen, gerak partikel zat cair selalu tidak beraturan. Di sembarang titik selalu terjadi fluktuasi kecil dari kecepatan. Tetapi jika nilai reratanya pada suatu periode adalah konstan maka aliran tersebut adalah permanen. Gambar 2.3 Menunjukkan Kecepatan Sebagai Fungsi Waktu Pada Suatu Titik Dalam Aliran Turbulen Untuk a Aliran Mantap dan b Tak Mantap Aliran tak mantap unsteady flow terjadi jika variabel aliran pada setiap titik berubah dengan waktu. Universitas Sumatera Utara 13 Gambar 2.3.b menunjukkan kecepatan sebagai fungsi waktu pada suatu titik dalam aliran turbulen dan tak mantap. Analisis dari aliran ini adalah sangat kompleks, biasanya penyelesaiannya dilakukan secara numerik dengan menggunakan komputer.

2.2.5 Aliran Seragam dan Tak Seragam