Fluida yang mengalir pada suatu permukaan benda,
baik aliran tersebut laminar maupun turbulen, maka partikel-partikel fluida di
sekitar permukaan akan bergerak lambat akibat gaya viskos. Patikel-partikel
fluida yang berdekatan ke permukaan menempel pada permukaan tersebut dan
kecepatannya adalah nol relative terhadap batas. Partikel fluida yang lain
berusaha bergerak lambat di atas partikel yang relatif diam tersebut sebagai
akibat interaksi antara gerakan fluida yang cepat dan fluida yang lambat. Hal
ini merupakan fenomena yang dapat meningkatkan gaya atau tegangan geser.
Lapisan fluida yang kecepatannya terpengaruh oleh tegangan geser batas akibat
viskositas disebut lapisan batas ( boundary layer ). Daerah yang melingkupi
permukaan aliran, dimana tepat di bawah permukaan lapisan batas terdapat hambatan akibat pengaruh gesekan
fluida dan tepat di atas lapisan batas aliran fluida adalah tanpa hambatan.
Ada 2 buah plat yang dipisahkan oleh fluida. Pada
plat bawah diam, sedangkan pada plat atasnya bergerak dengan kecepatan U dan
terdapat gaya P yang menggerakkan. Plat tersebut mempunyai luas penampang A.
Gaya P menghasilkan shear stress. Shear stress dihasilkan oleh viskositas
dinamis dikali kecepatan plat dibagi dengan jarak antar plat. Rumus shear
stress :
U/b adalah laju perubahan angular fluida atau
disebut juga gradien kecepatan. Karena adanya pesamaan diatas, antara lapisan
fluida mempunyai kecepatan yang berbeda beda sebagai fungsi dari y, sehingga
masing-masing lapisan fluida bergerak relative satu sama lain. Lapisan yang
semakin dekat plat diam maka akan mempunyai kecepatan yang semakin kecil dan
membentuk lapisan batas. Jadi, jika shear stressnya semakin besar maka lapisan
batasnya juga semakin besar.
Lapisan batas
adalah pendekatan untuk memperkirakan pada daerah viskos ( dalam lapisan batas
) dan non viskos ( luar lapisan batas ). Aliran non viskos adalah aliran yang
tegangan geser adalah nol antara fluidanya. Namun, untuk aliran viskos
tegangan geser diperhitungkan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar