DINAMIKA FLUIDA

Asri WinitaAyu Fatimah ZahraAyu Yoan Fiorentina

Universitas Gunadarma2011-B

Jenis-Jenis Aliran Fluida

1. ALIRAN SERAGAM

2. ALIRAN TAK SERAGAM

3. ALIRAN STEADY (LANGGENG)

4. ALIRAN NON-STEADY

ALIRAN SERAGAM

Aliran seragam merupakan aliran yang tidak berubah menurut tempat.Aliran ini memiliki kecepatan aliran dan arah yang sama besar pada setiap titik.

Kriteria Utama Aliran Seragam1. Kedalaman aliran: Luas penampang,

penampang basah, dan debit aliran pada setiap penampang dari suatu panjang aliran adalah tetap.

2. Garis energi: Garis permukaan aliran, dan sasar saluran sejajar, dan ini berarti bahwa kemiringan garis energi (if), garis permukaan air (iw), dan dasar saluran (ib) adalah sama atau :

if= iw = ibDitinjau dari perubahan terhadap waktu maka

aliran dapat berupa aliran tetap dimana :

• Aliran seragam mempunyai kedalaman air dan kecepatan aliran yang sama disepanjang aliran. Kedalaman aliran disebut kedalaman normal.

• Aliran seragam terbentuk apabila besarnya hambatan diimbangi oleh gaya gravitasi.

• Perhitungan kedalaman normal pada aliran seragam dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan manning atau persamaan chezy dengan cara aljabar dan cara grafis.

• Faktor hambatan adalah kekasaran saluran.• Penampang gabungan suatu saluran terdiri dari

penampang saluran utama dan penampang banjir

ALIRAN TAK SERAGAM

Aliran tak seragam merupakan aliran dengan kecepatan yang tidak sama pada setiap titik. Aliran tak seragam mengalami perubahan kecepatan sepanjang waktu

Aliran tidak seragam dapat dibedakan menjadi dua kelompok aliran seperti berikut:

1. Aliran berubah lambat laun, yaitu ditandai dengan parameter hidraulik (kecepatan dan penampang basah) berubah secara berangsur-angsur dari penampang satu ke penampang lainnya. Kecepatan aliran menjadi dipercepat atau diperlambat yang tergantung kondisi saluran.Contoh: bendungan, akibat pembendungan karena penyempitan pilar jembatan, atau aliran menjelang/sebelum terjunan.

2. Aliran berubah tiba-tiba, yaitu ditandai dengan parameter hidraulik (kecepatan dan penampang basah) berubah secara mendadak dalam jarak yang relatif dekat, kadang-kadang juga tidak berkontinyu.Contoh aliran : loncatan air, terjunan, aliran melalui pintu air.

ALIRAN STEADY (LANGGENG)

• Suatu aliran yang tidak terjadi perubahan baik besar maupun arah, dengan kata lain tidak terjadi perubahan kecepatan dan penampang.

• Kondisi ini bisa digambarkan dengan persamaan matematika:

• Keterangan:Q = Debit aliran (m3/dtk)h = Kedalaman aliran (m)v = Kecepatan aliran (m/dtk)t = waktu (dtk)

ALIRAN NON-STEADY•Suatu aliran yang dalam kondisi berubah baik kecepatan maupun penampang berubah•Aliran dengan parameter alirannya berubah dari waktu ke waktu. Kondisi ini bisa digambarkan dengan persamaan matematika:

•Keterangan:Q = Debit aliran (m3/dtk)h = Kedalaman aliran (m)v = Kecepatan aliran (m/dtk)t = waktu (dtk)

HUKUM NEWTON YANG SERING DIGUNAKAN DALAM ANALISIS DINAMIKA FLUIDA

• Hukum kedua Newton menjelaskan hubungan antara besaran dinamika gaya dan massa dan besaran kinematika percepatan, kecepatan dan perpindahan.

Hukum kedua Newton berbunyi, ”Percepatan sebuah benda berbanding terbalik dengan massanya dan berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut”.

KONTINUITAS

Kita sering mendengar istilah debit air.

Apakah yang dimaksud dengan debit?

Debit adalah besaran yang menyatakan banyaknya air yang mengalir selama 1 detik yang melewati suatu penampang

luas.

Mari kita tinjau aliran fluida yang melalui pipa yang panjangnya L dengan kecepatan v. Luas penampang pipa adalah A. Selama t detik volume fluida yang mengalir adalah V = AL, sedang jarak L ditempuh selama t = L/v detik maka debit air adalah:

Debit merupakan laju aliran volume. Sebuah pipa dialiri air. Perhatikan kecepatan air yang mengalir. Tutuplah sebagian permukaan selang dengan jari. Bagaimana

kecepatan air? Mana yang lebih deras saat permukaan selang tidak ditutup atau saat ditutup? Kita akan melihat

mengapa demikian.

Pipa panjang luas penampang pipa A, panjang pipa L. Fluida mengalir dengan kecepatan v.

Selama waktu t maka volume fluida mengalir lewat pipa sebanyak V. Debit fluida adalah Q = A .v. Tinjau fluida yang mengalir di dalam pipa dengan luas penampang

ujung-ujung pipa berbeda. Fluida mengalir dari kiri masuk ke pipa dan keluar melalui penampang di sebelah kanan

seperti ditunjukkan gambar

Air memasuki pipa dengan kecepatan v1. Volume air yang masuk dalam selang waktu Δt adalah:

Fluida tak termampatkan, dengan demikian bila ada V1 volume air yang masuk pipa, sejumlah volume yang

sama akan keluar dari pipa. Luas penampang ujung pipa yang lain adalah A2.

• Persamaan ini disebut persamaan kontinuitas. Debit yang masuk pada suatu penampang luasan sama dengan debit yang keluar pada luasan yang lain meskipun luas penampangnya berbeda.

Aliran air dalam fluida