Teorema Transport Reynolds

Dalam melakukan analisa fluida kita diharuskan menentukan sistem yang akan dianalisa. Bagaimana cara kita menganalisa sistem yang besar seperti pipa yang panjang? Maka, dibutuhkanlah batas sistem. Batas sistem adalah batas imajiner yang digunakan untuk menentukan sistem yang dianalisa. Sedangkan sistem itu sendiri adalah sesuatu yang dianalisa dan dipantau dimana sesuatu yang dianalisa itu dibatasi oleh batas sistem. Pada mekanika fluida terdapat dua metode yang digunakan untuk menganalisa sistem, yaitu metode Eulerian dan Lagrangian. Metode Eulerian megacu kepada fungsi ruang dan waktu, sehingga sering disebut dengan konsep volume atur. Metode Lagrangian berkaitan dengan perubahan kedudukan setiap partikel. Berikut gambar yang dapat menjelaskan pendekatan kedua metode tersebut

Dalam konsep volume atur, dikenal adanya peristiwa Transport Reynolds, yaitu sebuah teorema yang menjelaskan tentang mekanika yang terjadi secara kontinyu. Transport Reynold inilah yang menghubungkan metode eulerian dan lagrangian. Sehingga dapat dikatakan volume dalam sebuah sistem tetap konstan.

Pada dasarnya, transport reynold menjelaskan fenomena yang terjadi dalam suatu batas sistem atau kontrol volum. Fungsi dari batas sistem tersebut adalah untuk membatasi daerah-daerah yang dipantau. Sebagai contoh adalah kontrol volum dari suatu sistem pipa.

Pada kontrol volume, terdapat vektor n yang selalu mengarah keluar dari kontrol volume. Vektor n inilah yang menentukan nilai positif dan negatif dari kecepatan yang dapat dituliskan dalam rumus.

Namun, karena sistem dianggap tunak, maka:

Sehingga,

Karena, terdapat tiga buah kecepatan pada sistem, sehingga dapat ditulis sebagai berikut

Dimana,

Nilai negatif V1 dan positif V2 dan V3 didapatkan karena kecepatan V1 berlawanan arah dengan vektor n (Lihat gambar) dan kecepatan V2 dan V3 searah dengan vektor n.

AC dari Fan

Kadang-kadang kipas angin (fan) tidak begitu efektif untuk mengusir panas di ruangan. Namun, harga AC yang mahal juga susah didapatkan bagi para mahasiswa. Maka dari itu, bagaimana kalau kita memodifikasi Fan agar dapat mendinginkan ruangan lebih baik daripada fan biasa.

Skematik

Alat dan Bahan

·       Fan

·       Ice Box

·       5m Selang tembaga

·       5m Selang karet

·       2 buah pompa akuarium

·       2 buah keran air

·       6 buah klep penyambung

Prinsip Kerja

Air yang dipakai dalam sistem didapatkan dari dalam Ice Box. Ice Box berisi air yang dicampur dengan es. Ice Box dilubangi pada dua kedua ujungnya dan pada kedua ujung Ice box diberikan keran agar dapat mengatur volume air yang diedarkan. Dari keran air disalurkan melalui selang karet ke pompa akuarium dan air diedarkan melalui pompa akuarium. Pompa dibutuhkan agar air dapat mencapai fan dan ice box. Sehingga, pendinginan dapat dilakukan secara terus-menerus. Air yang dipompa dari Ice Box akan menuju fan.

Pada fan, selang karet akan disambungkan dengan pipa tembaga. Pipa tembaga akan dilingkarkan pada bagian belakang fan seperti gambar dibawah ini:

Pada fan terjadi pertukaran panas. Suhu dingin air es dimanfaatkan oleh fan untuk mendinginkan udara. Pipa yang digunakan pada fan ini adalah pipa tembaga yang dapat ditemui didalam AC agar perpindahan kalor yang terjadi lebih efisien. Lalu, pipa tembaga dihubungkan lagi dengan selang karet dan selang karet dihubungkan ke dalam pompa akuarium yang kedua. Pada akhirnya pompa akuarium yang kedua akan mengedarkan air es kembali ke dalam Ice Box.

Kelebihan dan kekurangan

Kelebihan AC dari Fan

·       Harga yang murah

·       Perawatan yang sederhana

·       Sistem amat sederhana sehingga mudah diperbaiki bila ada kerusakan

Kekurangan AC dari Fan

·       Tidak bisa sedingin AC

·       Air harus diganti apabila semua es mencair

·       Kipas angin harus dipasang dalam keadaan diam agar tidak merusak selang tembaga

·       Memakan tempat yang banyak