Gerak Acak Rakit di Atas Konveksi Rayleigh-Benard

RYAN PUTRA PRATAMA, Dr. Eng. Fahrudin Nugroho, M.Si.

2014 | Skripsi | FISIKA

Telah dibangun perangkat pengamatan konveksi Rayleigh-Benard, yaitu sebuah sistem fluida yang dipanasi dari bawah. Fluida yang berupa minyak silikon dicampur dengan serbuk cat sebagai media representasi aliran fluida, dimasukan ke dalam gelas silinder Pyrex beraspek rasio ����¯�¿�½���¯���¿���½ = 10/0,7. Selisih suhu antara lapisan atas dengan lapisan bawah direpresentasikan oleh parameter kendali ����¯�¿�½������µ, dimana ����¯�¿�½������µ =((������¢���¯���¿���½���¯���¿���½T-������£���¯���¿���½���¯���¿���½������¢���¯���¿���½���¯���¿���½T������£���¯���¿���½���¯���¿���½_c)������¢���¯���¿���½���¯���¿���½������£���¯���¿���½���¯���¿���½������¢���¯���¿���½���¯���¿���½T������£���¯���¿���½���¯���¿���½_c) dengan ������¢���¯���¿���½���¯���¿���½T adalah selisih suhu antara lapisan atas dengan lapisan bawah dan ������£���¯���¿���½���¯���¿���½������¢���¯���¿���½���¯���¿���½T������£���¯���¿���½���¯���¿���½_c adalah ������¢���¯���¿���½���¯���¿���½T saat terjadi konveksi. Hasil pengamatan pada saat nilai ����¯�¿�½������µ=1,93����¯�¿�½������±0,07, menunjukkan bahwa fluida yang mengalami konveksi membentuk pola sel-sel heksagonal. Ketika sebuah rakit homogen diletakkan di atas permukaan fluida, teramati bahwa semakin besar ukuran diameter rakit semakin besar pula ukuran sel heksagonal konveksi, dan rakit bergerak random terbawa aliran konveksi. Distribusi kecepatan gerak rakit mengikuti fungsi Gaussian.

An experimental setup for Rayleigh-Benard Convection (RBC) has been built, which is a system of fluid heated from below. The fluid used in this experiment is silicone oil mixed with paint powder which represents the motion of the fluid. The fluid is put into a cylindrical chamber with an aspect ratio ����¯�¿�½���¯���¿���½ = 10/0,7. The temperature difference between the top and bottom layer is represented by the control parameter ����¯�¿�½������µ, which ����¯�¿�½������µ =((������¢���¯���¿���½���¯���¿���½T-������£���¯���¿���½���¯���¿���½������¢���¯���¿���½���¯���¿���½T������£���¯���¿���½���¯���¿���½_c)������¢���¯���¿���½���¯���¿���½������£���¯���¿���½���¯���¿���½������¢���¯���¿���½���¯���¿���½T������£���¯���¿���½���¯���¿���½_c ), ������¢���¯���¿���½���¯���¿���½T is temperature difference between bottom and upper layer, ������£���¯���¿���½���¯���¿���½������¢���¯���¿���½���¯���¿���½T������£���¯���¿���½���¯���¿���½_c is ������¢���¯���¿���½���¯���¿���½T at which the convection occurs. The result of observation for ����¯�¿�½������µ=1.93����¯�¿�½������±0.07 shows that the fluid forms hexagonal pattern. When a homogeneous raft is placed above the surface of the fluid, it is observed that the larger the raft diameter, the larger the size of the hexagonal pattern, and the raft tends to move randomly carried by the convection flow. The distribution of raft velocity fulfill Gaussian function.

Kata Kunci : konveksi Rayleigh-Benard, pola konveksi, dinamika rakit