Laminar vs Turbulent Flow

Aliran Laminar vs Aliran Turbulen

Dinamika Fluida merupakan bahagian penting dalam fizik klasik, dan aplikasi berjalan dari pengairan ke fisiologi manusia. Ia mempunyai sumbangan kejuruteraan penting dalam bidang aeroangkasa, marin, pengairan, hidraulik dan banyak disiplin lain.

Aliran bendalir bervariasi dari satu keadaan ke keadaan yang lain, dan untuk memudahkan analisa, aliran dikategorikan kepada rejim yang berbeza di mana sifat bendalir seperti halaju, tekanan, kepadatan, dan kelikatan mencirikan setiap rejim. Turbulen dan aliran Laminar adalah dua aliran utama aliran rejim.

Apakah Aliran Laminar?

Apabila zarah bendalir mengalir tanpa menembusi jalan antara satu sama lain dan halaju zarah sentiasa tangensial ke arah jalur zarah, aliran itu dikatakan merampingkan. Apabila aliran arus berlaku, lapisan zarah bendalir cenderung meluncur ke arah zarah bersebelahan tanpa mengganggu gerakan orang lain, dan ini berlaku dalam lapisan atau laminas aliran bendalir. Aliran sedemikian dikenali sebagai aliran Laminar. Aliran laminar atau alir arus berlaku apabila halaju bendalir agak rendah.

Dalam aliran laminar, lapisan bersentuhan dengan permukaan pegun mempunyai halaju sifar dan, dalam arah tegak lurus ke permukaan, halaju lapisan cenderung meningkat. Juga, halaju, tekanan, ketumpatan, dan sifat dinamik bendalir lain kekal tidak berubah pada setiap titik dalam ruang aliran.

Nombor Reynolds adalah petunjuk bagaimana kebaikan bendalir boleh menjalani aliran laminar. Apabila nombor Reynolds adalah rendah, aliran itu cenderung menjadi laminar, dan daya likat adalah bentuk interaksi antara lapisan. Apabila nombor Reynolds tinggi, aliran itu cenderung bergolak, dan daya inersia adalah bentuk interaksi antara lapisan.

Apakah Aliran Turbulen?

Apabila sifat bendalir dalam aliran berubah dengan cepat dengan masa, i. e. apabila perubahan dalam halaju, tekanan, ketumpatan, dan sifat aliran lain menunjukkan perubahan rawak dan sewenang-wenangnya, aliran itu dikenali sebagai aliran turbulen.

Aliran bendalir dalam paip silinder seragam dengan panjang terhingga, yang juga dikenali sebagai aliran Poiseuille, akan mempunyai pergolakan dalam aliran apabila bilangan Reynolds mencapai bilangan kritikal 2040. Walau bagaimanapun, secara amnya aliran tidak boleh secara eksplisit menjadi gelora apabila nombor Reynolds lebih daripada 10000.

Aliran bergelora dicirikan oleh sifat rawaknya, kelesuan, dan vortik. Alirannya mengandungi eddies, cross arus dan vortices.

Apakah perbezaan diantara aliran Laminar dan Turbulen?

• Dalam aliran laminar, aliran berlaku pada halaju rendah dan nombor Reynolds yang rendah, sementara aliran turbulensi berlaku pada halaju tinggi dan nombor Reynolds tinggi.

• Dalam aliran Laminar, laluan garisan cecair adalah tetap dan menyelaraskan di mana tidak ada gangguan sisi laluan bendalir dan aliran bendalir dalam lapisan. Dalam aliran turbulen, corak aliran tidak teratur dan huru-hara, di mana vorteks, giliran, dan arus salib berlaku.

• Dalam aliran laminar, sifat bendalir pada satu titik di ruang tetap malar dengan masa sementara, dalam aliran turbulen, sifat bendalir pada satu titik adalah stokastik.