32
0,8 Ma 1,2 Aliran transonic, di mana terdapat shock wave pada aliran.
Aliran transonic merupakan pemisah daerah aliran supersonic dan subsonic.
1,2 Ma 3,0 Aliran supersonic, di mana terdapat shock wave tetapi tidak ada
daerah subsonic. 3,0 Ma
Aliran hypersonic, di mana shock wave dan aliran lainnya berubah dengan sangat kuat.
Kecepatan suara yang digunakan dalam persamaan Mach Number Ma dapat dinyatakan ke dalam persamaan 2.8 [White, 2011].
2 1
T R
k a
2.8 dengan a adalah kecepatan suara yang dinyatakan dalam satuan meter per detik
ms, k adalah specific heat ratio yang tidak mempunyai satuan,
R
adalah specific heat yang dinyatakan dalam satuan meter kuadrat per detik kuadrat
Kelvin m
2
s
2
.K, dan T adalah temperatur yang dinyatakan dalam satuan Kelvin K.
Karena nilai specific heat ratio k untuk gas ideal diasumsikan mempunyai nilai 1,4 dan specific heat R untuk gas ideal mempunyai nilai 287
m
2
s
2
.K, maka persamaan 2.8 dapat disederhanakan ke dalam bentuk persamaan lain yang dinyatakan dalam persamaan 2.9.
T a
20
2.9
2.9. Reynolds Number Re
Menurut Osborne Reynolds 1884, terdapat 3 tiga faktor utama yang dapat mempengaruhi keadaan aliran, yaitu kekentalan zat cair viskositas -
mu, rapat massa zat cair ρ - rho, dan diameter pipa saluran D. Perhitungan
pada Reynolds number Re dituliskan ke dalam persamaan 2.10 [Triatmodjo, 2013].
33
V D
Re
2.10 dengan Re adalah Reynolds number yang tidak mempunyai satuan,
rho adalah rapat massa yang dinyatakan dalam satuan kilogram per meter kubik kgm
3
,
D
adalah diameter pipa saluran yang dinyatakan dalam satuan meter m, V adalah kecepatan aliran yang dinyatakan dalam satuan meter per detik ms,
dan adalah viskositas dinamik yang dinyatakan dalam satuan Newton detik per
meter kuadrat N.sm
2
. karena,
2.11
dengan adalah viskositas kinematik yang dinyatakan dalam satuan meter persegi
per detik m
2
s, maka persamaan 2.11 dapat dimasukkan ke dalam persamaan 2.10 sehingga kedua persamaan tersebut akan menjadi:
D V
Re
2.12 Berdasarkan percobaan aliran dalam pipa yang telah dilakukan oleh
Osborne Reynolds, ditetapkan rentang nilai Reynolds number Re yang dapat digunakan untuk membedakan antara aliran laminer, transisi, dan turbulen.
Rentang nilai tersebut yaitu: a.
Apabila Re 2000, maka termasuk jenis aliran laminer. b.
Apabila 2000 Re 4000, maka termasuk jenis aliran transisi. c.
Apabila Re 4000, maka termasuk jenis aliran turbulen. d.
Nilai Re = 2000 dan nilai Re = 4000 disebut dengan batas kritis bawah dan batas kritis atas.
Aliran transisi merupakan aliran yang terjadi akibat perubahan jenis aliran dari laminer menjadi turbulen. Aliran transisi terjadi pada saat aliran
34
laminer melewati nilai Reynolds number Re pada batas kritis bawah Re 2000 dan berada di bawah nilai Reynolds number Re pada batas kritis atas Re 4000.
Perubahan aliran tersebut diakibatkan oleh berkurangnya viskositas pada aliran laminer sehingga menyebabkan kecepatan aliran semakin meningkat. Untuk
memberikan gambaran tentang perbedaan antara jenis aliran laminer, transisi, dan turbulen dapat dilihat pada Gambar 2.21.
Gambar 2.21 Aliran laminer, transisi, dan turbulen [Munson et al., 2009].
2.10. Hukum Gas Ideal
