Laminar/Turbulent Velocity Profiles

The velocity profile for laminar flow in a pipe is quite different than that for turbulent flow. An approximation to the velocity profile in a pipe is obtained by observing the motion of a dye streak placed across the pipe. With a viscous oil at Reynolds number of about 1, viscous effects dominate and it is easy to inject a relatively straight dye streak. The resulting laminar flow profile is parabolic.With water at Reynolds number of about 10,000,  inertial effects dominate and it is difficult to inject a straight dye streak. It is clear, however, that the turbulent velocity profile is not parabolic, but is more nearly uniform than for laminar flow.

Turbulence in a Bowl

The turbulent nature of the flow of soup being stirred in a bowl is made visible by use of small reflective flakes that align with the motion. The initial stirring causes considerable small and large scale turbulence. As time goes by, the smaller eddies dissipate, leaving the larger scale eddies. Eventually, all of the motion dies out. The  irregular, random nature of turbulent flow is apparent.

Laminar/Turbulent Pipe Flow

In this experiment water flows through a clear pipe with increasing speed. Dye is injected through a small diameter tube at the left portion of the screen. Initially, at low speed (Re <2100) the flow is laminar and the
dye stream is stationary. As the speed (Re) increases, the transitional regime occurs and the dye stream becomes wavy (unsteady, oscillatory laminar flow). At still higher speeds (Re>4000) the flow becomes turbulent and the dye stream is dispersed randomly throughout the flow.

check this video

Turbulent

Turbulent flow biasanya sering muncul daripada laminar flow yang biasanya mucul pada situasi sederhana,akan tetapi turbulent flow itu sendiri merupakan proses yang complex, orang-orang banyak memilih berusaha dalam meneliti atau mengerti macam-macam aspek yang mengagumkan dari turbulent flow. Walaupun begitu banyak jumlah ilmu pengetahuan tentang topic ini yang sudah dikembangkan . ilmu tentang turbulent flow masih terdapat sisa dari pengertian mengenai mekanika fluida.

Transisi dari laminar ke turbulen

Mempertimbangkan panjang pipa adalah merupakan parameter yang harus dipenuhi selain fluida itu sendiri. mengikuti dari komponen sumbu X yaitu nilai dari kecepatan yang diberikan pada lokasi aliran, U=U(t), seperti terlihat pada gambar

Sifat alami dari turbulent  flow

·         Ketidakteraturan  merupakan pembeda dari bentuk aliran turbulen

·         Karakter dari properties yang penting (preasure drop,heat transfer, etc) tergantung adanya kekuatan  dan sifat alami dari turbulent fluctuation atau ramdomness

·         Perhitungan dari perpindahan panas , preasure drop, dan banyak lagi dari parameter yang nampaknya dapat diabaikan tetapi penting , karena efek yang saling berhubungan dengan secara acak terhadap aliran

·         Pencampuran antara proses perpindahan panas dan masa dapat mempertinggi aliran dalam perbandingan aliran turbulent dan laminar

 

Aturan turbulent flow dan inviscid flow

·         Dalam invicid flow, Reynolds number tidak terbatas (karena viskositas = 0), dan aliran harus yakin dapat menjadi turbulent

·         Hasil yang sesuai yang diperoleh dengan menggunakan inviscid Bernoulli equation sebagai governing equation

·         Alasan mengenai analisis inviscid diperoleh dari hasil yang sesuai adalah efek viscous yang tidak terlalu pemting dan dalam perhitungan merupakan waktu dan rata-rata dari kecepatan

  

Gambaran tentang wilayah turbulent flow

Semrawut (chaotic) adalah tingkah laku dari variasi dari parameter fluida, variasi akan muncul dalam tiga komponen dari variable yaitu

·         Velocity

·         Preasure

·         Vorticity

·         Temperature and Shear stress 

Laminar flow

Aliran dikatakan laminar flow jika terdapat karakteristik berupa  partikel dari fluida tinggal atau menetap di laminae (thin sheets). Masing-masing lamina mungkin dapat di pertimbangkan menjadi arus permukaan. Bentuk dari lamina bergantung dari bentuk batasan-batasan bagian

Ya atau tidaknya aliran tersebut laminar atau tidak dapat dilihat dengan Reynolds Number , Re

Where:

U = flow velocity (m/s)

l = characteristics length (m)

r = fluid density (kg/m³)

m = absolute/dynamic viscosity (Ns/m²)

n = kinematic viscosity (m²/s)

Demikian ketika gaya inersia menonjol daripada gaya viskosnya (u dan I besar dan m kecil maka aliran menjadi turbulen)

Aliran dari fluida menjadi laminar ketika berada di nilai Reynolds yang kecil dan menjadi turbulen ketika nilai reynold besar

Aliran menjadi transisi ketika berubaj menjadi laminar dan turbulan pada keadaan ini angka Reynolds berada dalam angka kritis

Kecepatan pada aliran yang cocok pada kritikal angka Reynolds disebut dengan critical velocity

Kritikal angka Reynolds dalam beberapa situasi yang berbeda mungkin berbeda tergantung pada plihan karakteristik panjang

Sebagai contoh aliran pada pipa :

·         laminar at Reynolds number less than 2000

·         turbulent at Reynolds number more than 3000

·         transition stage at Reynolds numbers between 2000 and 3000

 

Eksperimen yang mengilustrasikan aliran dan distribusi sementara tiap tipe aliran 

 

      Entrance Region

 

 mudah-mudahan posting saya berguna

kangennnnnnn

ah gw galau lagi gara- selama 35 menit gw nelp dia hahahahahaha

gak penting si gara-gara gw ngomongin nindi tapi bener sih gw kangen

dulu gw berharap denger suara dia sekali aja, dan ALLAH ngabulin alhamdulillah banget sih tapi ........

wisuda ganjil 2011

hari ini saudara kita bernama Muhammad Fariz Isnaini ber wisuda dan secara resmi mendapat gelar SARJANA TEKNIK (ST) dibelakang namanya
mudah-mudahan dengan gelar ini kau menjadi engineer yang dapat bermanfaat bagi agama, keluarga dan negara
selamat saudaraku mudah-mudahan apa yang dicitacitakan dapat terlaksana AMINNNNN...

tadi setelah arak-arakan di teraktir di mang engking, gila riz anak-anak perutnya langsung buncit hahahahaha
makasih ya riz, makasih keluarganya fariz
ntar pas lulus gw sama anak-anak teraktir lo deh heeeeee
nih gan fotonya

RADIASI

Di kehidupan sehari-hari matahari adalah sebagai salah satu bintang yang memancarkan cahaya. ALLAH menciptakan matahari dengan banyak sekali manfaat yang dapat diambil. coba anda bayangkan bila suatu masa matahari tidak muncul dari ufuk timur, maka seluruh dunia ini akan membeku seperti yang dapat kita lihat di kedua kutub bumi ini, coba bayangkan lagi bila matahari itu tidak terbenam di ufuk barat maka dunia ini beserta isinya akan semakin panas dan manisua didalamnya pun tidak akan kuat bertahan hidup di dunia ini.

Banyak sekali manfaat yang di dapat dari matahari sebagai sumber cahaya di bumi, sebagai contoh yang sangat kecil yaitu bila kita menjemur pakaian basah kita setelah kita cuci, maka pakaian itu akan mengering. itu merupakan contoh sebuah manfaat dari matahari, contoh lainnya manfaat matahari sebagai sumber tenaga terbaru yang merupakan salah satu sumber daya masa depan.

Masih banyak manfaat yang diambil dari matahari akibat dari sinar yang selau menerangi dari waktu subuh hingga maghrib menjelang.

Sinar yang datang dari matahari itu dapat dikatakan sebagai gejala fisika yang disebut dengan RADIASI

Radiasi itu sendiri di deskripsikan sebagai proses di mana energi bergerak melalui media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh benda lain atau dapat diartikan Radiasi merupakan perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik, seperti cahaya tampak (merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dll), infra merah dan ultraviolet alias ultra ungu. Mengenai gelombang elektromagnetik akan kita kupas tuntas dalam pokok bahasan tersendiri.

Perpindahan kalor dengan cara radiasi sedikit berbeda dibandingkan dengan perpindahan kalor dengan cara konduksi dan konveksi. Perpindahan kalor dengan cara konduksi dan konveksi terjadi ketika benda-benda yang memiliki perbedaan suhu saling bersentuhan. Sebaliknya, perpindahan kalor dengan cara radiasi bisa terjadi tanpa adanya sentuhan. Matahari dan bumi tidak saling bersentuhan, tetapi kalor bisa mengungsi dari matahari menuju bumi. Demikian juga nyala api dan tubuh kita tidak saling bersentuhan, tetapi tubuh bisa kepanasan kalau kita berdiri di dekat nyala api.

Laju perpindahan kalor dengan cara radiasi

Laju perpindahan kalor dengan cara radiasi ditemukan sebanding dengan luas benda dan pangkat empat suhu mutlak (Skala Kelvin) benda tersebut. Benda yang memiliki luas permukaan yang lebih besar memiliki laju perpindahan kalor yang lebih besar dibandingkan dengan benda yang memiliki luas permukaan yang lebih kecil. Demikian juga, benda yang bersuhu 2000 Kelvin, misalnya, memiliki laju perpindahan kalor sebesar 2⁴ = 16 kali lebih besar dibandingkan dengan benda yang bersuhu 1000 Kelvin. Hasil ini ditemukan oleh om Josef Stefan pada tahun 1879 dan diturunkan secara teoritis oleh om Ludwig Boltzmann sekitar 5 tahun kemudian. Secara matematis bisa ditulis sebagai berikut :

Keterangan :

Catatan :

Pertama, kalor merupakan energi yang berpindah. Lebih tepatnya kalor merupakan energi yang berpindah akibat adanya perbedaan suhu.

Kedua, laju perpindahan kalor = jumlah kalor yang berpindah tempat selama selang waktu tertentu.

Ketiga, kata radiasi bisa berarti pancaran, demikian juga kata meradiasikan bisa berarti memancarkan. Kita menggunakan kata memancarkan karena kalor berpindah tempat menggunakan gelombang elektromagnetik (tidak pake perantara).

Keempat, kata memancarkan dan menyerap tuh artinya berbeda. Kalau memancarkan, berarti kalor ditendang keluar. Tapi kalau menyerap, berarti kalor disedot habis2an.

Kelima, kadang gurumuda pakai istilah perpindahan kalor, kadang pake istilah radiasi energi. Kalor tuh energi yang berpindah. Si kalor bisa berpindah tempat dengan cara radiasi. Karenanya, kita juga bisa menggunakan istilah radiasi energi atau radiasi. Jangan pake bingung… Lanjut ya

Benda yang permukaannya berwarna gelap (hitam pekat, seperti arang) memiliki emisivitas mendekati 1, sedangkan benda yang berwarna terang memiliki emisivitas mendekati 0. Semakin besar emisivitas suatu benda (e mendekati 1), semakin besar laju kalor yang dipancarkan benda tersebut. Sebaliknya, semakin kecil emisivitas suatu benda (e mendekati 0), semakin kecil laju kalor yang dipancarkan. Kita bisa mengatakan bahwa benda yang berwarna gelap (warna hitam dkk) biasanya memancarkan kalor yang lebih banyak dibandingkan dengan benda yang berwarna terang (warna putih dkk).

Besarnya emisivitas tidak hanya menentukan kemampuan suatu benda dalam memancarkan kalor tetapi juga kemampuan suatu benda dalam menyerap kalor yang dipancarkan oleh benda lain. Benda yang memiliki emisivitas mendekati 1 (benda yang berwarna gelap) menyerap hampir semua kalor yang dipancarkan padanya. Hanya sebagian kecil saja yang dipantulkan. Sebaliknya, benda yang memiliki emisivitas mendekati 0 (benda yang berwarna terang) menyerap sedikit kalor yang dipancarkan padanya. Sebagian besar kalor dipantulkan oleh benda tersebut.

Benda yang menyerap semua kalor yang dipancarkan padanya memiliki emisivitas = 1. Benda jenis ini dikenal dengan julukan benda hitam. Dinamakan benda hitam bukan berarti benda tersebut berwarna hitam. Benda hitam sebenarnya merupakan sebuah benda ideal saja. Btw, konsep benda hitam ideal ini penting karena laju radiasi benda ini secara teoritis bisa dihitung. Mengenai benda hitam akan kita oprek dalam pokok bahasan tersendiri.

Berdasarkan ulasan panjang pendek di atas, bisa disimpulkan bahwa benda yang memiliki emisivitas mendekati 1 (benda yang nyaris hitam pekat) merupakan pemancar sekaligus sebagai penyerap kalor yang baik. Sebaliknya, benda yang memiliki emisivitas mendekati 0 (benda yang berwarna terang) merupakan pemancar dan penyerap kalor yang buruk.

Seperti yang telah dibahas sebelumnya, setiap benda, apapun itu, selain memancarkan kalor, juga bisa menyerap kalor yang dipancarkan oleh benda lain. Misalnya terdapat dua benda, sebut saja benda 1 dan benda 2. Benda 1 berada di dekat benda 2. Benda 1 memancarkan kalor, benda 2 juga memancarkan kalor. Nah, selain memancarkan kalor, benda 1 pasti menyerap kalor yang dipancarkan benda 2. Demikian juga sebaliknya, selain memancarkan kalor, benda 2 pasti menyerap kalor yang dipancarkan oleh benda 1. Karenanya untuk menghitung laju total perpindahan kalor yang dipancarkan oleh benda 1 atau benda 2, kita tidak bisa menggunakan persamaan om Stefan-Boltzmann di atas. Persamaan di atas hanya bisa digunakan untuk menentukan laju perpindahan kalor yang dipancarkan oleh sebuah benda (dengan anggapan tidak ada benda lain yang berada di sekitar benda tersebut). Jadi kita perlu mengoprek persamaan di atas untuk memperoleh persamaan yang sesuai dengan kondisi ini. Untuk menurunkan persamaan yang dimaksud, gurumuda tetap menggunakan ilustrasi benda 1 dan benda 2.

Misalnya benda 1 memiliki emisivitas e, suhu T₁ dan luas permukaannya A. Laju perpindahan kalor yang dipancarkan oleh benda 1 sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak T₁, emisivitas e dan luas permukaan A. Secara matematis ditulis sebagai berikut :

Agar perpindahan kalor bisa terjadi maka harus terdapat perbedaan suhu. Karenanya suhu benda 1 berbeda dengan suhu benda 2. Benda 2 memiliki suhu T₂. Laju kalor yang dipancarkan benda 2 sebanding dengan pangkat empat suhu T₂. Karena kalor yang dipancarkan benda 2 diserap oleh benda 1, maka laju kalor yang diserap benda 1 juga sebanding dengan pangkat empat suhu T₂.

Karena terdapat kalor yang dipancarkan dan kalor yang diserap oleh benda 1, maka laju total kalor yang dipancarkan oleh benda 1 adalah :

Ini persamaan yang kita cari. Persamaan ini digunakan untuk menentukan laju total kalor yang dipancarkan oleh sebuah benda. Yang dimaksudkan dengan laju total kalor adalah selisih antara laju kalor yang pancarkan dan laju kalor yang diserap.

Pemancaran dan penyerapan kalor dengan cara radiasi akan terhenti jika kedua benda tersebut berada dalam keseimbangan termal (suhu kedua benda sama). Jadi apabila T₁ = T₂, maka Q/t = 0.

Apabila kalor yang dipancarkan benda 1 lebih banyak daripada kalor yang diserapnya, maka suhu benda 1 menurun sedangkan suhu benda 2 meningkat. Suhu benda 2 meningkat karena benda 2 menyerap kalor yang dipancarkan benda 1. Sebaliknya, jika kalor yang diserap benda 1 lebih banyak daripada kalor yang dipancarkannya maka suhu benda 1 meningkat sedangkan suhu benda 2 menurun.

kalor matahari

Sejak pagi sampai sore, kita selalu kebanjiran kalor dari matahari. Saking baik hatinya matahari, kalor yang disumbangkan kepada kita kadang overdosis sehingga tubuh kita kepanasan. Apalagi orang yang kulitnya agak hitam seperti gurumuda. Wah, kalau siang rasanya dingin sekali… Ok, kembali ke laptop. Seperti biasa, untuk menghitung laju perpindahan kalor dari matahari, tentu saja kita membutuhkan bantuan rumus. Rumus lagi, rumus lagi…. pusink dah

tapi nikamtin lah selagi masih bisa merasakan nikmat ALLAH SWT yang tiada tara . semoga tulisan ini bermanfaat aminnn