Aliran Laminar vs Aliran Turbulen
Dinamika Fluida adalah bagian penting dari fisika klasik, dan aplikasinya berjalan dari irigasi hingga fisiologi manusia. Ini memiliki kontribusi teknik yang signifikan di bidang kedirgantaraan, kelautan, irigasi, hidrolik, dan banyak disiplin ilmu lainnya.
Aliran fluida bervariasi dari satu keadaan ke keadaan lainnya, dan untuk memudahkan analisis, aliran dikategorikan ke dalam rezim yang berbeda di mana sifat fluida seperti kecepatan, tekanan, densitas, dan viskositas mencirikan setiap rezim. Turbulen dan aliran Laminar adalah dua kelas utama dari rezim aliran.
Apa itu Aliran Laminar?
Ketika partikel-partikel fluida mengalir tanpa memotong jalur satu sama lain dan kecepatan partikel selalu tangensial terhadap jalur partikel, aliran dikatakan streamline. Ketika aliran streamline terjadi, lapisan partikel fluida cenderung meluncur di atas partikel yang berdekatan tanpa mengganggu gerakan orang lain, dan ini terjadi pada lapisan atau lamina aliran fluida. Aliran seperti ini disebut aliran Laminar. Aliran laminar atau aliran streamline terjadi ketika kecepatan fluida relatif rendah.
Dalam aliran laminar, lapisan yang bersentuhan dengan permukaan stasioner memiliki kecepatan nol dan, dalam arah tegak lurus permukaan, kecepatan lapisan cenderung meningkat. Juga, kecepatan, tekanan, densitas, dan sifat dinamis fluida lainnya tetap tidak berubah di setiap titik dalam ruang aliran.
Bilangan Reynolds merupakan indikasi seberapa baik suatu fluida dapat mengalami aliran laminar. Bila bilangan Reynolds rendah, aliran cenderung laminar, dan gaya viskos merupakan bentuk dominan interaksi antar lapisan. Bila bilangan Reynolds tinggi, aliran cenderung turbulen, dan gaya inersia merupakan bentuk dominan interaksi antar lapisan.
Apa itu Aliran Turbulen?
Ketika sifat-sifat fluida dalam suatu aliran berubah dengan cepat terhadap waktu, yaitu ketika perubahan kecepatan, tekanan, densitas, dan sifat-sifat aliran lainnya menunjukkan perubahan yang acak dan sewenang-wenang, aliran tersebut dikenal sebagai aliran turbulen.
Aliran fluida dalam pipa silinder seragam dengan panjang terbatas, juga dikenal sebagai aliran Poiseuille, akan mengalami turbulensi dalam aliran ketika bilangan Reynolds mencapai angka kritis 2040. Namun, umumnya aliran mungkin tidak secara eksplisit menjadi turbulen ketika bilangan Reynolds lebih dari 10000.
Aliran turbulen dicirikan oleh sifat acak, difusivitas, dan vortisitasnya. Alirannya mengandung pusaran, arus silang dan pusaran.
Apa perbedaan antara Aliran Laminar dan Aliran Turbulen?
• Pada aliran laminar, aliran terjadi pada kecepatan rendah dan bilangan Reynolds rendah, sedangkan aliran turbulensi terjadi pada kecepatan tinggi dan bilangan Reynolds tinggi.
• Pada aliran Laminar, jalur garis-garis fluidanya teratur dan streamline dimana tidak ada gangguan lateral pada jalur fluida dan fluida mengalir berlapis-lapis. Pada aliran turbulen, pola alirannya tidak teratur dan kacau, dimana terjadi pusaran, pusaran, dan arus silang.
• Pada aliran laminer, sifat fluida pada suatu titik dalam ruang tetap konstan terhadap waktu, sedangkan pada aliran turbulen, sifat fluida pada suatu titik adalah stokastik.
