11 kombinasi pencemar NO
x
dan ozon yang menyebabkan penurunan fungsi paru-paru Hazucha, 1996, dalam Anonim 2006.
Selain menyebabkan dampak yang merugikan pada kesehatan manusia, pencemar ozon dapat menyebabkan kerugian ekonomi akibat
ausnya bahan atau material tekstil, karet, kayu, logam, cat, dan lain-lain, penurunan hasil pertanian, dan kerusakan ekosistem seperti berkurangnya
keanekaragaman hayati. Agrawal et al., 1999, dalam Anonim, 2006.
C. Mekanika Fluida
1. Dasar Mekanika Fluida
Mekanika adalah suatu studi yang mempelajari tentang cairan dan gas baik pada saat diam maupun saat bergerak Okiishi et al., 2006. Dalam
fluida bergerak, kemampuan untuk menyalurkan gaya geser suatu fluida dapat dikenali dengan adanya nilai viskositas dinamik µ, dimana fluida yang
berada pada suatu bidang permukaan dianggap bergerak dengan kecepatan U paralel terhadap bidang permukaan yang diam stasioner.
Selain itu, viskositas dinamik µ juga digunakan dalam menentukan bilangan Reynolds yang dapat dilihat pada Persamaan 1.
.......................................................................................... 1 dimana L adalah jarak sepanjang permukaan x untuk aliran eksternal dan L
adalah D
h
= 4 x luas penampang keliling terbasahi untuk aliran pada saluran bukan silinder, serta L adalah diameter D untuk aliran internal dalam
pipa silinder. Nilai bilangan Reynolds digunakan untuk menentukan jenis aliran fluida apakah aliran tersebut termasuk jenis aliran laminar atau aliran
turbulen. Untuk aliran eksternal, aliran turbulen memiliki nilai Re
L
≥ 5 x 10
5
disepanjang bidang permukaan tempat fluida itu mengalir dan Re
L
≥ 2 x 10
4
jika fluida tersebut mengalir diseputar benda. Sedangkan untuk aliran internal aliran turbulen memiliki nilai Re
Dh
≥ 2300 Tuakia, 2008. Aliran turbulen dapat dikenali dengan adanya medan kecepatan yang
berfluktuasi. Fluktuasi kecepatan tersebut membawa berbagai besaran m
r UL
L
= Re
12 seperti momentum, energi, konsentrasi partikel, sehingga besaran tersebut
juga ikut berfluktuasi Tuakia, 2008. Fluida yang bergerak dengan kecepatan U pada suatu bidang
permukaan solid dipengaruhi oleh tekanan terhadap permukaan solid tersebut yaitu
τ .A, dimana τ adalah tegangan geser dan A adalah luas
permukaan solid yang dialiri fluida Fletcher, 2006. Besarnya nilai tegangan geser
τ dapat diketahui secara empirik dengan dipengaruhi oleh
gradien kecepatan fluida ∂u∂y, sebagaimana terlihat pada Persamaan 2
y u
¶ ¶
=
m t
……………. ................................................... ……..2
dimana :
τ : Tegangan geser ,Nm
2
µ : Viskositas dinamik, kgm.s
u : Kecepatan parsial fluida, ms
y : Jarak terhadap permukaan solid, m
Nilai viskositas dinamik µ dan konduktivitas panas k dapat mempengaruhi besarnya nilai momentum dan energi, maka dari itu nilai
viskositas kinematik ν dan difusivitas panas α juga dapat dihitung dengan
Persamaan 3 dan 4 ……………………………………………………………3
dan, ……………………………………………………….4
dimana, ν : viskositas kinematik, m
2
s ρ : density, kgm
3
k : konduktivitas panas, Wm.K
α : difusivitas panas, m
2
s C
p
: panas jenis pada tekanan konstan, Jkg.K Difusivitas α dan viskositas kinematik ν pada fluida jenis gas seperti
udara akan meningkat sejalan dengan meningkatnya temperatur, sedangkan r
m =
v
p
C k
.
r a
=
13 untuk fluida jenis cair seperti air, viskositas akan menurun secara signifikan
dengan peningkatan temperatur namun difusivitas panas akan meningkat secara perlahan Fletcher, 2006.
Difusivitas masa didefinisikan oleh hukum Fick’s I yang merupakan rasio fluks terhadap perubahan konsentrasi. Hal ini dapat dianalogikan
seperti difusivitas panas dalam hukum Fourier’s dan viskositas kinematik dalam hukum Newton. Hubungan nilai difusivitas masa dengan nilai
viskositas kinematik pada kondisi tekanan konstan dipengaruhi oleh nilai angka Schmith S
c
sebagaimana dirumuskan pada Persamaan 5 Kreith, 1998.
………………………………………………….5
dimana, D
i
: koefisien difusivitas masa, m
2
s S
c
: angka Schmith
2. Aliran di sekitar permukaan silinder
