Lompat ke konten
HidroLablaboratorium hidraulika interaktif
/

Percepatan aliran

Aliran tunak sama sekali bukan aliran tanpa percepatan. Butiran air yang melewati penyempitan dipercepat keras oleh suku konvektif, meskipun tidak ada satu pun yang berubah terhadap waktu.

simulasiPercepatan lokal dan konvektif di sepanjang saluran mengerucut
satuanSI (m/s², m, s)
a182,3 m/s²
a/g18,58
conv180,5 m/s²
lokal1,8 m/s²
lembarFF-07rev A

verifikasi

5 dari 5 pemeriksaan lolos

Nilai acuan berasal dari luar aplikasi ini. Kolom hitungan dievaluasi saat halaman digambar, jadi tabel ini ikut berubah bila modelnya berubah.

Yang diperiksaJenisAcuanNilai acuanHitunganSelisih
Percepatan seluruhnya adalah jumlah suku lokal dan suku konvektifnyaPulang pergiTurunan bahan, a = ∂u/∂t + u ∂u/∂x182,259563m/s²182,259563m/s²nol
Aliran tunak tidak punya suku lokal sama sekaliSifat matematisBatasan aliran tunak: tidak berubah terhadap waktu0,000000000m/s²0,000000000m/s²nol
Aliran tunak pun tetap berpercepatan, dan besar sekaliPerilakuPerilaku yang harus berlaku pada saluran yang mengerucut11nol
Saluran berpenampang tetap tidak punya suku konvektifSifat matematisBatasan suku konvektif: berpindah ke tempat yang kecepatannya lain0,000000m/s²0,000000m/s²nol
Percepatan konvektif berbanding kuadrat debitnyaSifat matematisu dan ∂u/∂x keduanya berbanding lurus dengan debit4,0000004,000000nol

Seluruh pemeriksaan ini juga tersedia sebagai berkas uji yang dapat dijalankan sendiri dengan perintah npm test.

dasar perhitungan

a =∂u∂t+ u∂u∂xsuku pertama lokal, suku kedua konvektif
saluran mengerucut dari 200 mm sepanjang 0,50 m; g = 9,81 m/s²

Kekeliruan yang paling sering terjadi pada persoalan percepatan adalah menyamakan aliran tunak dengan aliran tanpa percepatan. Keduanya sama sekali bukan hal yang sama. Aliran tunak berarti kecepatan di satu titik tetap tidak berubah terhadap waktu; ia tidak berarti butiran airnya tidak dipercepat. Butiran air yang melewati saluran mengerucut ini dipercepat dengan keras meskipun tidak ada satu pun besaran di lembar ini yang berubah terhadap waktu, karena butiran itu berpindah ke tempat yang kecepatannya lebih besar. Percepatan yang dirasakannya itulah suku konvektif, dan pada nosel pemadam kebakaran ia sanggup mencapai ratusan kali percepatan gravitasi. Dua akibat langsung. Pertama, gaya yang menahan nosel itu bukan lahir dari alirannya berubah, melainkan dari alirannya berpindah ke penampang yang lebih sempit. Kedua, suku konvektif berbanding lurus dengan kuadrat debit sementara suku lokal berbanding lurus dengan debit dan kekerapannya, sehingga pada debit besar yang berayun perlahan hampir seluruh percepatannya konvektif, dan pada debit kecil yang dihidupmatikan dengan cepat hampir seluruhnya lokal. Alat ukur yang sama pada dua keadaan itu mengukur dua hal yang berlainan.

rujukan

  1. 01Euler, L. (1757). Principes généraux du mouvement des fluides.
  2. 02Batchelor, G.K. (1967). An Introduction to Fluid Dynamics, bab 3.
  3. 03Panton, R.L. (2013). Incompressible Flow, edisi ke-4, bab 5.
  4. 04Streeter, V.L. & Wylie, E.B. (1985). Fluid Mechanics, edisi ke-8, bab 4.