Aliran Stabil, Aksial, Laminar dalam Annulus
Aliran stabil, aksial, laminar dalam annulus. Persamaan diferensial (Eqs. 6.143, 6.144, 6.145) yang digunakan dalam bagian sebelumnya untuk aliran dalam tabung juga berlaku untuk aliran aksial dalam ruang anulus antara dua silinder konsentris tetap (Gambar 6.35). Persamaan 6.147 untuk distribusi kecepatan masih berlaku, tetapi untuk annulus diam, kondisi batas menjadi vz = 0 pada r = ro dan vz = 0 untuk r = ri. Dengan dua kondisi ini, konstanta c1 dan c2 dalam Persamaan 6.147 dapat ditentukan dan distribusi kecepatan menjadi.
Volume rate of flow-nya yang sesuai adalah
atau dalam hal penurunan tekanan, ∆𝑝, dalam panjang ℓ dari anulus
Kecepatan pada setiap lokasi radial dalam ruang annulus dapat diperoleh dari Persamaan 6.155. Kecepatan maksimum terjadi pada radius r = rm di mana 𝜕vz/𝜕r = 0. Dengan demikian,
Melalui hasil ini, terlihat bahwa kecepatan maksimum tidak terjadi di titik tengah ruang annulus, tetapi lebih dekat ke silinder dalam. Lokasi spesifiknya tergantung pada ro dan ri.
Hasil ini untuk aliran melalui annulus hanya berlaku jika aliran tersebut laminar. Kriteria berdasarkan nomor Reynolds konvensional (yang didefinisikan dalam hal diameter tabung) tidak dapat diterapkan secara langsung pada annulus, karena sebenarnya ada "dua" diameter yang terlibat. Untuk penampang tabung selain tabung lingkaran sederhana, adalah praktek umum untuk menggunakan diameter "efektif", yang disebut diameter hidrolik, Dh, yang didefinisikan sebagai:
Perimeter yang terbasahi adalah keliling yang berkontak dengan fluida. Untuk sebuah annulus
Dalam istilah diameter hidrolik, jumlah Reynolds adalah Re= ρDhV/𝜇 (di mana V= Q/ luas penampang ), dan umumnya diasumsikan bahwa jika jumlah Reynolds ini tetap di bawah 2100, aliran akan laminar. Pembahasan lebih lanjut tentang konsep diameter hidrolik sebagaimana diterapkan pada penampang non-lingkaran lainnya diberikan dalam Bagian 8.4.3.
