1
0 0
s s
I. PENGERTIAN DAN HUKUM DASAR 1.1 Pembagian Aliran
Pembagian aliran berdasarkan kecepatan rata-rata yang tergantung dari jarak dan waktu
V = f(s, t)
Dimana s = Koordinat dalam arah aliran t = Waktu
Hidrostatike, v = 0
Aliran tak beraturan v = Berubah-ubah Aliran Beraturan v = Tetap
1.2 Batasan Cairan
Ada beberapa pengertian yang harus diketahui
Garis arus : garis lurus atau lengkung, dimana garis singgung pada tiap-tiap Titiknya merupakan arah arus.
Jalan Arus : garis yang menunjukkan jalan yang ditempuh oleh bagian- bagian
Cairan yang mengalir
Pipa arus : pipa yang terjadi dari kumpulan garis-garis arus yang ujungnya Dibatasi oleh garis penutup
- Cairan ada batasnya berupa :
Dinding
Cairan Lain
Gas/Udara
- Kecepatan aliran tegak lurus pada dinding sama dengan kecepatan dinding itu sendiri
- Tekanan pada permukaan cairan = tekanan udara 1 atm
1.3 Hukum Dasar
1.3.1 Hukum Pascal (1623 – 1662) : Tekanan pada suatu bagian kecil dalam cairan yang mengalir dengan kekentalan = 0, sama dari semua arah.
hukum ini dalam bentuk aslinya diketemukan oleh Baise Pascal (1623-1662) dan telah diberikan juga disekolah lanjutan. Dalam bab ini akan diturunkan dari hokum newton (Isaac Newton, 1642-1727) yang sudah dikenal dari mekanika.
2
1.3.2 Hukum Kontinuitas : Perbedaan banyaknya air
masuk ke bak dengan banyak air keluar dari bak sama dengan bertambah atau berkurangnya air dalam bak pada waktu tertentu.
(V1F1 – V2F2) = F3Z
Banyaknya cairan yang masuk lebih banyak dari pada banyaknya cairan yang mengalir keluar, sehingga cairan dalam bak bertambah dengan tinggi z;
Karena = tetap, maka hokum ini juga mengenai ketetapan volume cairan.
Pada suatu aliran dengan penampang yang berbeda, kecepatan lebih besar terdapat pada penampang lebih kecil (atau sebaliknya)
V1F1 = V2F2
V2 > F1 → V1 > V2
1.3.3 Hukum Impuls : pada suatu aliran permanent “pipa” arus yang kecil, tekanan (P) dan kecepatan (v) terbagi rata pada penampangnya ( F ).
1.3.4 Hukum Bernoulli pada 1738 (1700-1782)
Diturunkan dari Hukum Kekekalan Tenaga : tenaga yang dikerjakan oleh gaya- gaya (termasuk gaya berat) pada benda (enersi potensial) sama dengan tenaga gerak (Enersi kinetic)
(1) Tenaga dari gaya luar.
1F1 (V1.Δt) – 2F2 (V2. Δt) Gaya Jarak
(2) Tenaga dari gaya berat
g. . F1 (V1.Δt). Z1 – g. . F2 (V2. Δt) Z2 (3) Enersi Kinetik.
½ . F2 (V2. Δt) V22 – ½ . F1 (V1.Δt). V12
3
H g Z
P g
Z V g
P g
V12 1 1 2 2 2 2
2
(1) + (2) = (3)
Hukum Kontinuitas V1F1 = V2 F2 =VF dan dibagi Δt g. menjadi :
Hukum Bernoulli ini berlaku untuk :
1. Aliran permanen 2. Satu garis lurus 3. Tiap satuan berat
Bidang Persamaan (Horizontal) 1.4 Pompa Turbin.
Garis Enersi menyatakan tinggi enersi persatuan berat.
Enersi air/tenaga air yang mengalir Qm3/dt
T
air= .g.Q.H
Tenaga air ini dapat untuk menghitung tenaga suatu pompa atau turbin.
Pompa : Menaikkan air dengan mengambil tenaga Listrik, Diesel, Uap, dsb.
Turbin : Air Turun melalu turbin dan menghasilkan tenaga Listrik.
Daya guna/efek guna :
η
=Pompa :
η =
Tp =(Dalam alam ada kehilangan energi)
Tenaga yang dihasilkan Tenaga yang diambil
.g.Q.Hp
TPompa .g.Q.Hp
η
4
Turbine :
η =
Tt =η
.g.Q.Ht- Pompa terletak dibawah permukaan air yang harus dinaikkan keatas
- Ada pipa tekan saja
- Pompa terletak diatas permukaan air yang harus dinaikkan
- Ada pipa hisap dan pipa tekan, kekuatan penghisapan theoretic hanya 1 atm = 10 m kolom air, praktis hanya 8 m kolom
TTurbin .
.g.Q.Ht
5
