Ketika air mengalir dari
sebuah wadah, menuju ke bagian bawah yang berlubang, maka akan ditemukan
semacam vortex. Karena ada profil permukaan yang melengkung. Seperti pada
fenomena saat bak mandi sedang dikuras. Diasumsikan distribusi kecepatan vortex
sama dengan free vortexpada saat bersamaan, air keluar melalui titik A dan
diinginkan ada sedikit air keluar dari pipa B. kapasitas air melalui A
sebanding dengan kekuatan vortex. Tentukan kekuatan maksimum vortex sehingga
tidak ada udara yang terhisap di titik B. Asumsikan aliran non-viskos dan
ketinggian fluida dari lubang ke titik A adalah jauh, sehingga ketinggian
dianggap konstan.
Jawab:
Karena free
vortex merupakan medan aliran
irotasional, maka persamaan Bernoulli berikut
dapat
dituliskan apabila titik yang dipilih berada di permukaan bebas, dimana tekanan
gauge adalah 0.
di mana ketinggian
permukaan bebas, zs, diukur dari permukaan atas.
Kecepatannya dituliskan
dalam rumus:
Sedangkan dalam permukaan
atas diketahui V1 = vθ ≈ 0. Sehingga,
Pipa akan menghisap udara
saat zs = -1 ft untuk r = 2 ft. Maka,
Maka akan diperoleh hasil
sebagai berikut
Tidak ada komentar:
Posting Komentar