Bilangan Reynolds

Dalam mekanika fluida, bilangan Reynolds adalah rasio antara gaya inersia (vsρ) terhadap gaya viskos (μ/L) yang mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentikasikan jenis aliran yang berbeda, misalnya aliran laminar dan aliran turbulen. Namanya diambil dari Osborne Reynolds (1842–1912) yang mengusulkannya pada tahun 1883.

Bilangan Reynold merupakan salah satu bilangan tak berdimensi yang paling penting dalam mekanika fluida dan digunakan, seperti halnya dengan bilangan tak berdimensi lain, untuk memberikan kriteria untuk menentukan dynamic similitude. Jika dua pola aliran yang mirip secara geometris, mungkin pada fluida yang berbeda dan laju alir yang berbeda pula, memiliki nilai bilangan tak berdimensi yang relevan, keduanya disebut memiliki kemiripan dinamis.

Rumusan

Rumus bilangan Reynolds umumnya diberikan sebagai berikut:

{\mathit {Re}}={\rho v_{s}D \over \mu }={v_{s}D \over \nu }={\frac {\mbox{Gaya inersia}}{\mbox{Gaya viskos}}}

dengan:

v_s - kecepatan fluida,
D - Diameter dalam pipa (cm),
μ - viskositas absolut fluida dinamis,
ν - viskositas kinematik fluida: ν = μ / ρ,
ρ - kerapatan (densitas) fluida.

Misalnya pada aliran dalam pipa, panjang karakteristik adalah diameter pipa, jika penampang pipa bulat, atau diameter hidraulis, untuk penampang tak bulat.

Nilai tipikal

Spermatozoa ~ 1×10⁻²
Aliran darah di otak ~ 1×10²
Aliran darah di aorta ~ 1×10³
Batas munculnya aliran turbulen ~ 2,3×10³ pada aliran pipa hingga 10⁶ untuk lapisan batas
Lemparan bola (pitch) di Major League Baseball ~ 2×10⁵
Orang berenang ~ 4×10⁶
Paus Biru ~ 3×10⁸
Kapal besar (RMS Queen Elizabeth 2) ~ 5×10⁹

Kegunaan

Bilangan Reynolds digunakan untuk menentukan rasio antara gaya inersia terhadap gaya kekentalan khususnya pada bidang mekanika fluida. Nilai yang diperoleh melalui bilangan Reynolds merupakan bentuk kuantitas dari hubungan antara kekentalan dan inersia yang diwakili dalam bentuk aliran fluida. Umumnya, bilangan Reynolds digunakan untuk menentukan bahwa suatu aliran fluida termasuk ke dalam aliran turbulen atau aliran laminar. Penggunaan bilangan Reynold merupakan akibat dari adanya kemiripan dinamis antara aliran turbulen dan aliran laminar. Kesulitan yang ditemukan ialah pada pola geometri yang mirip meski pada jenis fluida dan laju alir yang berbeda. Keberadaan bilangan Reynold mempermudah penentuan aliran fluida dalam dinamika fluida yang mengalami kemiripan dinamis.^[1]

Lihat pula

Referensi

^ Kindangen, Jefrey I. (2017). Pendinginan Pasif untuk Arsitektur Tropis Lembab. Sleman: Deepublish. hlm. 91. ISBN 978-602-401-925-9.

Bacaan lanjutan

Fouz, Infaz (2001), Fluid Mechanics, Mechanical Engineering Dept., University of Oxford, hlm. hlm.96
Hughes, Roger (1997), Civil Engineering Hydraulics, Civil and Environmental Dept., University of Melbourne, hlm. hlm.107–152
Jermy, M. (2005), Fluid Mechanics A Course Reader, hlm.d5.10: Mechanical Engineering Dept., University of Canterbury
Rott, N. (1990), "Note on the history of the Reynolds number", Annual Review of Fluid Mechanics, 22, hlm. hlm. 1–11
Zagarola, M.V.; Smits, A.J. (1996), "Experiments in High Reynolds Number Turbulent Pipe Flow", AIAApaper #96-0654, 34th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Reno, Nevada, January 15 - 18, 1996