aliran laminar dan turbulen, froud number dan reynold number

A. Arus Laminer
Merupakan aliran yang jarang terjadi pada air dan tidak begitu penting dalam aliran udara, tapi ini terjadi dalam viscosity fluida yang tinggi seperti campuran sediment dalam air, es, & lava.
Alirannya relatief mempunyai kecepatan rendah dan fluidanya bergerak sejajar (laminae) & mempunyai batasan-batasan yang berisi aliran fluida.
Aliran laminar adalah aliran fluida tanpa arus turbulent ( pusaran air ). Partikel fluida mengalir atau bergerak dengan bentuk garis lurus dan sejajar. Laminar adalah ciri dari arus yang berkecepatan rendah, dan partikel sedimen dalam zona aliran berpindah dengan menggelinding (rolling) ataupun terangkat (saltation).


B. Arus Turbulent
Aliran acak dan mempunyai kecepatan beraneka ragam. Aliran ini terjadi di air dan udara. Aliran ini lebih efficient dalam mengangkut dan menjalankan sediment karena beranekaragamnya gradient kecepatannya.
Pada arus turbulen, massa air bergerak keatas, kebawah, dan secara lateral berhubungan dengan arah arus yang umum, memindahkan massa dan momentum. Dengan gerakan tidak beraturan seperti itu, massa atau gumpalan fluida akan mempunyai percepatan menyimpang yang hanya sedikit persentasinya dari kecepatan rata-rata, meskipun begitu arus turbulen bersifat menentukan arus, sebab turbulen menjaga patikel-partikel dalam suspensi, secara konstan, seperti clay dan silt pada sungai dan pasir pada arus turbidit, atau secara berangsur, seperti pada kebanyakan butir pasir di sungai, pantai dan bukit pasir.
Turbulen mentransport partikel-partikel dengan dua cara; dengan penambahan gaya fluida dan penurunuan tekanan lokal ketika pusaran turbulen bekerja padanya. Keduanya adalah penyebab terjadinya transportasi pasir sepanjang bawah permukaan. Di alam hampir semua mekanisme transport pasir terjadi secara turbulen. Turbulen terutama terjadi di sungai akibat penggerusan sepanjang batas arus air, dan meningkat akibat kekasaran bawah permukaan; sepanjang garis pantai dan laut penyebabnya adalah ombak, tekanan angin permukaan, dan penggerusan arus. Di udara turbulen yang membawa bekas ledakan volkanis ditransport angin. Besarnya gerakan turbulen bervariasi dari mikro hingga makro, yang terakhir tadi sangat mudah dilihat di sungai dengan penampakkan pusaran yang kompleks atau dengan boil yang berbenturan dengan permukaan sungai, secara terus menerus.

Reynold Number
Untuk membedakan antara arus turbulen dan laminar Reynold Number, R; digunakan dan digambarkan oleh persamaan

R = ρUL
μ


di mana L adalah panjang, kadang-kadang disebut radius hidrolik (biasanya diambil kedalaman sungai). Angka Reynolds adalah perbandingan gaya inersia fluida dan viscositasnya, dan menghadirkan perbandingan antara suatu gaya pemercepat dan lambat. Tuan Osborne Reynolds, suatu Ahli ilmu fisika Inggris, 1883 memberikan hubungan antara inersia dan viscosity dan memberikan persamaan tanpa dimensi ini. Karena geometri aliran yang diberikan adalah suatu Angka Reynolds, pastinya lebih dari 2000, menunjukkan bahwa arus itu adalah turbulen dan inersia tersebut melebihi gaya viscositasnya. Jadi semakin besar Reynold number, sedikit pengaruh dynamic viscosity dalam pola aliran. Sebaliknya, jika R kecil, kurang dari 500, viscosity dominan dan arus tersebut laminar. Pada setiap boundary, cairan, dan temperatur akan ada suatu zona yang menyatakan keadaan transisi aliran, antara turbulen dan laminar. Zona transisi itu juga bergantung pada geometri aliran juga bentuk permukaan dalam hal ini kekasaran permukaan boundary tersebut.



Froud number
Bilangan tanpa dimensi yang lainnya adalah Froud number, F, Perbandingan antara gaya inersia dan gaya gravitasi. Froude number didefinisikan sebagai

F = U
√hg

Di mana U adalah kecepatan, h adalah kedalaman, dan g adalah kecepatan gravitasi. Karena froud number adalah perbandingan inersia dan kekuatan gaya berat, Froude number, digunakan dalam permasalahan aliran fluida ketika arus mempunyai suatu tidak terkurung atau muka-bebas seperti di suatu arus atau di muara pasang surut. Konsep free surface current telah diperluas dalam aplikasinya untuk submarine turbidity current, yang memiliki permukaan “bebas” dianggap memiliki interferensi antara arus turbit yang lebih pekat bagian bawah dan air bersih di atasnya. Dalam free surface flow gravitasi memiliki peranan penting tidak seperti, dalam pipa tertutup dimana tekanan adalah faktor dominan. Froude number juga membedakan dua tipe aliran, shooting atau super critikal (F>1) dan tranquil, kadang disebut streaming, atau subkritikal (F<1). Transisi antara keduanya disebut critical flow (F=1). Dalam shooting flow suatu gelombang permukaan akan dibawa kehilir oleh arus tersebut sedangkan dalam tranquil akan bergerak kemuara melawan arus. Shooting flow akan bergerak cepat, constriction, banjir, dan dimana breaker (hempasan gelombang) memunculkan suatu pantai. Kedua tipe tersebut baik tranquil atau shooting menjalankan peran yang penting dalam melipat mikro relief, bentuk-bentuk lapisan juga menimbulkan beberapa struktur sedimen pada bagian dasar. Kedua aliran akan sama jika Reynold dan Freud number sama. Kesamaan dinamis adalah konsep penting dalam studi model, oleh karenanya dibolehkan menurunkan skalanya sehingga system tersebut dapat dipelajari dalam laboratorium.

tinjauan pustaka:
Boogs,. Sam., Principles of sedimentology and stratigraphy., 1995 Prentice Hall
Fritz., and Moore., Basics of stratigrapy and sedimentology., 1988., John wiley & sons., Inc

NAMA : NURUL AMALIA
NPM : 140710080116