Rabu, 23 Mei 2012

Lapisan Batas ( Boundary Layer )


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