1 Konsep Dan Besaran Fluida

Slide 1

KULIAH MEKANIKA FLUIDAJenis dan Sifat Fisik FluidaBy : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected] : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected]

1. Jenis Fluida dan Sifat-sifat fisik Fluida2. Fluida Statik3. Konsep dan Persamaan Dasar aliran fluida cari dan gas4. Aliran Fluida dalam Pipa5. Media berpori6. Alat Ukur aliran Fluida7. Transfer dan Sumber Panas8. Bentuk Media Penghantar Rambatan9. Perpindahan PanasBy : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected] : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected] dan Sifat Fisik FluidaFluida : zat yang dapat mengalir ( zat alir)cairan gas

Sifat-sifat penting pada cairan:DensityTekananAliran FluidaViskositasTegangan Permukaan

By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected]. Density (berat jenis)density (berat jenis) adalah berat suatu cairan tiap satuan volume. = m/Vsatuan : gr/ml, kg/lt, kg/m3

Alat yang dapat digunakan untuk mengukur density : picnometer, hidrometer.

By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected]


By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected] gravity (sg)adalah perbandingan density suatu zat dengan density air pada temperatur yang sama.specific gravity tak bersatuan.misal sg20/20 : density suatu zat dibagi dengan density air pada temperatur 20 C.By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected]. TekananTekanan cairan didefinisikan sebagai gaya persatuan luas.P = F/Adimana F = m.gm = VV = A.hsehingga P = Ahg / A = gh



By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected] AtmosferTekanan atmosfer adalah tekanan yang disebabkan oleh oleh udara luar, biasanya diukur dengan barometer air raksa.

By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected] gaugeadalah tekanan yang terukur oleh alat pengukur tekanan. Misal manometer.

By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected] AbsolutAdalah jumlah dari tekanan atmosfer dan tekanan gauge.psig : pound per square in gauge; psia : pound per square in absolute

Pa = P atm + PgHukum Pascal


By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected] satuan tekanan

By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected] Apung (Buoyant Force)Jika benda di timbang (timbangan pegas) pada suatu ruangan, kemudian dimasukkan pada suatu ruangan. Maka bagaimana berat benda terukur ? Ternyata berat benda akan mengalami penurunan, mengapa ?Karena gaya gravitasi sama, maka pengurangan berat terjadi karena adanya gaya apung yang diberikan cairan kepada benda tersebut.




By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected]. Aliran FluidaAliran Fluida dinyatakan sebagai aliran massa tiap satuan waktu :

Jika density cairan tetap maka persamaan menjadi;A1v1 = A2v2Av = V/t = laju alir volumetris


By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected] BernoulliJika kecepatan fluida tinggi, maka tekanannya rendah dan sebaliknya jika kecepatan fuida rendah maka tekanannya tinggi


By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected]. ViskositasHukum StokesViskositas (kekentalan) berasal dari perkataan Viscous (Soedojo, 1986). Suatu bahan apabila dipanaskan sebelum menjadi cair terlebih dulu menjadi viscous yaitu menjadi lunak dan dapat mengalir pelan-pelan. Viskositas dapat dianggap sebagai gerakan di bagian dalam (internal) suatu fluida (Sears & Zemansky, 1982).

Jika sebuah benda berbentuk bola dijatuhkan ke dalam fluida kental, misalnya kelereng dijatuhkan ke dalam kolam renang yang airnya cukup dalam, nampak mula-mula kelereng bergerak dipercepat. Tetapi beberapa saat setelah menempuh jarak cukup jauh, nampak kelereng bergerak dengan kecepatan konstan (bergerak lurus beraturan). Ini berarti bahwa di samping gaya berat dan gaya apung zat cair masih ada gaya lain yang bekerja pada kelereng tersebut. Gaya ketiga ini adalah gayagesekan yang disebabkan oleh kekentalan fluida.

By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected] viskositas fluida dalam sistem cgs adalah dyne det cm-2, yang biasa disebut dengan istilah poise di mana 1 poise = 1 dyne det cm-2. Viskositas dipengaruhi oleh perubahan suhu. Apabila suhu naik maka viskositas menjadi turun atau sebaliknya.

Sebuah bola padat memiliki rapat massa b dan berjari-jari r dijatuhkan tanpa kecepatan awal ke dalam fluida kental memiliki rapat massa f, di mana b > f. Telah diketahubahwa bola mula-mula mendapat percepatan gravitasi, namun beberapa saat setelah bergerak cukup jauh bola akan bergerak dengan kecepatan konstan. Kecepatan yang tetap ini disebut kecepatan akhir vT atau kecepatan terminal yaitu pada saat gaya berat bola samadengan gaya apung ditambah gaya gesekanfluida. Gambar 1 menunjukkan sistem gayayang bekerja pada bola kelereng yakni

FA =gaya Archimedes, FS = gaya Stokes, dan W=mg= gaya berat kelereng.

By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected] viskositasPersamaan :FA + Fs = wW = b.Vb.g FA = f .Vb.gFS = Vb.g (b - f)Fs = 6rv


t = waktu tempuh batas atas bawahd = jarak batas atas - bawahBy : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected]. Tegangan Permukaan & KapilaritasDalam peristiwa sehari-hari dapat diamati:serangga dapat berjalan diatas permukaan airjarum atau silet dapat diletakkan di atas permukaan air dengan hati-hatikecenderungan tetes air berbentuk bola, dsb

Fenomena ini menunjukkan permukaanair mempunyai semacam stress tekan atau tegang muka zat cair.

By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected] sederhana gaya permukaan zat cair dapat dinyatakan sebagai gaya per satuan panjang

= koefisien tegang muka. Gaya ini berkurang dengan meningkatnya temperatur dan berubah jika ada larutan-larutan lain. Umumnya gaya per satuan panjang diukur pada suhu 20C , misalnya untuk air sebesar

73 dyne/cm = 0, 073 N/m 1 dyne = 105N/m.






By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected] kapiler atau kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya zat cair di dalam pipa kapiler disebabkan oleh interaksi molekul-molekul di dalam zat cair (adhesi dan kohesi)Gaya kohesi adalah tarik-menarik antara molekul-molekul di dalam suatu zat cair.Gaya adhesi adalah tarik menarik antara molekul dengan molekul lain yang tidak sejenis, yaitu bahan wadah di mana zat cair berada. Gejala kapiler pada meniscus cekung (air) akan naik di dalam pipa kapiler, makin kecil lubng pipa kapiler makin tinggi naiknya zat cair. Pada meniskus cembung (raksa) akan turun di dalam pipa kapiler, Makin kecil lubang pipa kapiler, maka makin rendah penurunan zat cair.Gejala kapiler tergantung pada kohesi dan adhesi.

Dalam kehidupan sehari-hari gejala kapilaritas sering kita temui misalnya:Naiknya minyak melalui sumbu kompor.Penghisapan air dari tanah oleh akar tanaman menuju dau melalui pembuluh kayu pada batang.Air membasahi dinding kamar mandi sehingga dinding menjadi lembab.Penghisapan air pada lantai dengan kain pel.Penghisapan air pada badan setelah mandi dengan handuk.



Mekanika Fluida, Lembaga Kajian dan Pengembangan Pendidikan, UNHAS, (2011) Makasar,

By : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected] : Ranjiv MaulanaEmail : [email protected]

1 Konsep Dan Besaran Fluida

Documents

Transcript of 1 Konsep Dan Besaran Fluida