Teori momentum

Sebuah aktuator cakram mengakselerasi aliran fluida dari kanan ke kiri

Dalam dinamika fluida, teori momentum atau teori aktuator cakram adalah teori yang mendeskripsikan model matematika dari aktuator cakram ideal, seperti baling-baling atau rotor helikopter, oleh W.J.M. Rankine (1865),[1] Alfred George Greenhill (1888) dan Robert Edmund Froude (1889).[2]

Rotor tersebut dimodelkan sebagai cakram yang sangat tipis, mendorong kecepatan konstan sepanjang sumbu putarnya. Cakram ini membuat aliran di sekitar rotor. Di bawah beberapa dasar pemikiran matematika fluida, dapat diperoleh sebuah hubungan matematika antara daya, radius rotor, torsi, dan kecepatan yang diinduksi. Gaya gesek tidak diikutkan.

Untuk rotor yang tidak bergerak dengan saluran luar, seperti helikopter yang melayang, daya yang diperlukan untuk menciptakan gaya dorong adalah:

${\displaystyle P={\sqrt {\frac {T^{3}}{2\rho A}}}}$

dengan:

• ${\textstyle T}$ adalah gaya dorong
• ${\displaystyle \rho }$ adalah massa jenis udara (atau medium lainnya)
• ${\textstyle A}$ adalah area dari rotor cakram
• ${\textstyle P}$ adalah daya

Sebuah perangkat yang mengubah energi translasi dari fluida menjadi energi putar dari sumbu atau sebaliknya disebut aktuator cakram Rankine. Implementasi nyata dari perangkat tersebut termasuk perangkat dari kelautan dan penerbangan, seperti baling-baling, kincir angin, rotor helikopter, pompa sentrifugal, turbin angin, turbocharger, dan agitator kimia.

Referensi

1. Rankine, W.J. Macquorn (6 April 1865). "On the Mechanical Principals of the Action of Propellers". Transactions of the Royal Institution of Naval Architects. 6: 13 – via Hathi Trust. 
2. Froude, Robert (12 April 1889). "On the Part Played in Propulsion by Differences in Fluid Pressure". Transactions of the Royal Institution of Naval Architects. 30: 390 – via Hathi Trust.