infistream

Kawasan Pintu Masuk dan Arus Berkembang Sepenuhnya

Kawasan Pintu Masuk dan Arus Berkembang Sepenuhnya. Setiap fluida yang mengalir dalam pipa harus memasuki pipa dari suatu lokasi. Daerah aliran dekat tempat fluida memasuki pipa disebut daerah masuk dan diilustrasikan dalam Gambar 8.5. Ini bisa menjadi beberapa kaki pertama dari pipa yang terhubung ke tangki atau bagian awal dari sebuah saluran udara panas yang panjangnya berasal dari sebuah tungku.

Seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 8.5, fluida biasanya masuk ke pipa dengan profil kecepatan yang hampir seragam di bagian (1). Saat fluida bergerak melalui pipa, efek viskositas menyebabkannya menempel pada dinding pipa (kondisi batas no-slip). Hal ini berlaku baik fluida yang relatif tidak viskus seperti udara atau minyak yang sangat viskus. Dengan demikian, lapisan batas di mana efek viskositas penting dihasilkan di sepanjang dinding pipa sehingga profil kecepatan awal berubah dengan jarak sepanjang pipa, x, sampai fluida mencapai ujung panjang daerah masuk, bagian (2), di luar mana profil kecepatan tidak bervariasi dengan x. Lapisan batas telah tumbuh dalam ketebalan untuk mengisi sepenuhnya pipa. Efek viskositas sangat penting di dalam lapisan batas. Untuk fluida di luar lapisan batas [di dalam inti inviskid yang mengelilingi garis tengah dari (1) hingga (2)], efek viskositas diabaikan.

Bentuk profil kecepatan dalam pipa tergantung pada apakah aliran tersebut laminar atau turbulen, seperti halnya panjang daerah masuk, ℓe. Seperti halnya dengan banyak sifat lain dari aliran pipa, panjang masuk tak berdimensi, ℓe/D, berkorelasi cukup baik dengan nomor Reynolds. Panjang masuk tipikal diberikan oleh
Dan
Untuk aliran dengan nomor Reynolds yang sangat rendah, panjang masuk bisa sangat pendek (1/e ≈ 0.6D jika Re ≈ 10^2), sedangkan untuk aliran dengan nomor Reynolds yang besar, bisa memakan panjang setara dengan banyak diameter pipa sebelum akhir daerah masuk tercapai (1/e ≈ 120D jika Re ≈ 2000). Untuk banyak masalah teknik praktis, 10^4 ≤ Re ≤ 10^5 sehingga seperti yang ditunjukkan oleh gambar di pinggir, 20D ≤ /e ≤ 30D.

Perhitungan profil kecepatan dan distribusi tekanan dalam daerah masuk cukup kompleks. Namun, setelah fluida mencapai ujung daerah masuk, bagian (2) dari Gambar 8.5, aliran lebih mudah untuk dijelaskan karena kecepatannya hanya merupakan fungsi jarak dari garis tengah pipa, r, dan independen dari x. Hal ini berlaku sampai karakteristik pipa berubah dalam beberapa cara, seperti perubahan diameter, atau fluida mengalir melalui lengkungan, katup, atau komponen lain di bagian (3). Aliran antara (2) dan (3) disebut aliran yang sepenuhnya berkembang. Di luar gangguan aliran yang sepenuhnya berkembang (di bagian (4)), aliran secara perlahan mulai
kembali ke karakteristik yang sepenuhnya berkembang [bagian (5)] dan melanjutkan dengan profil ini sampai mencapai komponen sistem pipa berikutnya [bagian (6)]. Dalam banyak kasus, pipa cukup panjang sehingga terdapat panjang aliran yang sepenuhnya berkembang yang cukup dibandingkan dengan panjang aliran yang sedang berkembang (x3 ≈ x2) ≫ ℓe dan (x6 ≈ x5) ≫ (x5 ≈ x4)). Di kasus lain, jarak antara satu komponen (belokan, tee, katup, dll.) dari sistem pipa dan komponen berikutnya sangat pendek sehingga aliran yang sepenuhnya berkembang tidak pernah tercapai.
Open chat
Infichat
Hello 👋
Thank you for text me
Can we help you?