Aliran Laminar dan Aliran Turbulen Pada Fluida

Depok, 18 April 2012

Air yang mengalir, gas yang mengalir, begitu juga dengan substansi lain yang biasa disebut fluida, dapat terjadi akibat dari adanya perbedaan tekanan. Dalam kehidupan sehari-hari banyak dijumpai fluida yang mengalir. Air dalam pipa PDAM keluar melalui keran sampai minuman dalam gelas yang diaduk dengan sendok merupakan contoh dari aliran fluida yang selama ini kita manfaatkan untuk kebutuhan manusia. Dalam aliran fluida semacam itu terdapat fenomena yang bisa dipelajari. Ada hal-hal yang berpengaruh satu sama lain. Jenis zat, kekentalan (viskositas), kecepatan alir menjadi dasar tema pembicaraan. Berdasarkan karakteristik struktur internal aliran, aliran fluida dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu aliran laminar dan turbulen.

Aliran Laminar
Aliran laminar adalah aliran fluida yang bergerak dengan kondisi lapisan-lapisan (lanima-lamina) membentuk garis-garis alir yang tidak berpotongan satu sama lain. Hal tersebut d tunjukkan oleh percobaan Osborne Reynold. Pada laju aliran rendah, aliran laminer tergambar sebagai filamen panjang yang mengalir sepanjang aliran. Aliran ini mempunyai Bilangan Reynold lebih kecil dari 2300.

Aliran Turbulen
Aliran turbulen adalah aliran fluida yang partikel-partikelnya bergerak secara acak dan tidak stabil dengan kecepatan berfluktuasi yang saling interaksi. Akibat dari hal tersebut garis alir antar partikel fluidanya saling berpotongan. Oleh Osborne Reynold digambarkan sebagai bentuk yang tidak stabil yang bercampur dalam wamtu yang cepat yang selanjutnya memecah dan menjadi takterlihat. Aliran turbulen mempunyai bilangan reynold yang lebih besar dari 3000.

Faktor yang mempengaruhi aliran laminar dan turbulen adalah bilangan Reynolds.  Dalam mekanika fluida, bilangan Reynolds adalah rasio antara gaya inersia terhadap gaya viskos yang mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentikasikan jenis aliran yang berbeda, misalnya laminar dan turbulen. Bilangan Reynold merupakan salah satu bilangan tak berdimensi yang paling penting dalam mekanika fluida dan digunakan, seperti halnya dengan bilangan tak berdimensi lain, Untuk memberikan kriteria untuk menentukan dynamic similitude. Jika dua pola aliran yang mirip secara geometris, mungkin pada fluida yang berbeda dan laju alir yang berbeda pula, memiliki nilai bilangan tak berdimensi yang relevan, keduanya disebut memiliki kemiripan dinamis.

  dengan: 

v_s - kecepatan fluida, 

L - panjang karakteristik, 

μ - viskositas absolut fluida dinamis, 

ν - viskositas kinematik fluida: ν = μ / ρ, 

ρ - kerapatan (densitas) fluid