DINAMIKA FLUIDA
Persamaan Kontinuitas
2
Tempat penampungan air di sebuah rumah
mengalami kebocoran, air yang bocor itu
ditampung dengan menggunakan ember
berukuran 3 liter, setiap 5 menit ember harus
diganti karena penuh air, apabila lubang bocor
berukuran 2 mm
2, kecepatan keluarnya air
adalah
….
a.
5 m/s
d. 3 m/s
b.
4 m/s
e. 2 m/s
Persamaan Bernoulli
PERSAMAAN BERNOULLI
Dx1
Usaha total
: W (P P )DV
2 1
Perubahan energi kinetik :
2
Perubahan energi potensial :
1 2 mgy
mgy
U D D
D
Viskositas
Hukum Stokes
Viskositas
(kekentalan)
berasal
dari
perkataan
Viscous
(Soedojo, 1986). Suatu
bahan apabila dipanaskan sebelum menjadi
cair terlebih dulu menjadi
viscous
yaitu
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 gaya gesekan yang disebabkan oleh
Satuan 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.
Sebuah bola padat memiliki rapat massa
ρ
bdan berjari-jari r dijatuhkan tanpa kecepatan
awal ke dalam fluida kental memiliki rapat massa
ρ
f, di mana
ρ
b>
ρ
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
v
Tatau kecepatan terminal yaitu
Tegangan Permukaan & Kapilaritas
Dalam peristiwa sehari-hari dapat diamati
seperti
serangga dapat berjalan diatas permukaan air
jarum atau silet dapat diletakkan di atas permukaan air dengan hati-hati
kecenderungan tetes air berbentuk bola, dsb
Fenomena ini menunjukkan permukaan air
mempunyai semacam
stress tekan
atau
Secara 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 20
0C , misalnya untuk air sebesar :
73 dyne/cm = 0, 073 N/m
Kapilaritas
Gejala 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.
Gejala kapiler pada meniscus cekung (air) akan naik di
dalam pipa kapiler, makin kecil lubang 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.
HIDROLIKA
Dalam sistem hidrolik fluida cair berfungsi sebagai penerus gaya. Minyak mineral adalah jenis fluida cair yang umum dipakai. Pada prinsipnya mekanika fluida dibagi menjadi 2 bagian yaitu:
1. Hidrostatik :
yaitu mekanika fluida dalam keadaan diam disebut juga teorI persamaan kondisi dalam fluida diam. Energi yang dipindahkan dari satu bagian ke bagian lain dalam bentuk energi tekanan. Contohnya adalah pesawat tenaga hidrolik.
2. Hidrodinamik :
Aplikasi sistem hidrolik pada alat-alat berat
Prinsip Hukum Pascal
Tak Mampu mampat
Fungsi
Pompa sebagai alat pemindahan fluida melalui saluran
terbuka / tertutup di dasarkan dengan adanya peningkatkan
energi mekanika fluida. Tambahan energi ini akan
meningkatkan kecepatan dan tekanan fluida.
Sistem kerja
Ada dua jenis pompa mekanisme kerja pompa
- Displacement Pump
Displacement Pump
yang termasuk tipe ini adalah
reciprocating pump, yang mempunyai mekanisme kerja : sebuah piston yang
mendorong fluida yang ada di dalam silender dengan sebuah tekanan, kemudian
mendorong fluida tersebut keluar dari silender.
Di dalam silender pompa liquida/ zat cair ditarik melalui katup pemasuk kedalam
silender dengan menarik piston, kemudian didorong keluar melalui katup pembuang pada saat langkah kembali
Tak Mampu mampat
Displacement Pump
Tipe lain dari pompa jenis ini adalah rotary pump
Tak Mampu mampat
Displacement Pump
Tipe lain dari pompa jenis ini adalah rotary pump
Di dalam pompa ini ada dua rotari gear yang arah bekerjanya saling
Tak Mampu mampat
Roto Dynamic Pump
-Pompa jenis ini mempunyai impeler yang diputar sehingga memberikan energi ke dalam fluida.
-Pada saat impeler di putar maka impeler tersebut dapat membentuk gaya-gaya yang centrifugal yang arahnya tegak lurus dengan sumbu
aksisnya (radial flow) dan mendorong
fluida ke arah aksial dengan kecepatan radial.
Impeler Roto Dynamic Pump
Radial tertutup
- Impeler ini mempunyai plat pada masing-masing sisi kipasnya - Tidak memungkinkan adanya partikel-partikel di dalam fluidanya.
Radial terbuka
- Impeler ini mempunyai satu plat pada kipasnya
- memungkinkan adanya partikel-partikel di dalam fluidanya
Propeler
Profil distribusi tekanan statik pada saaat impeler diputar
Rendah Tinggi
Centrifugal pump, kopling & motor Centrifugal pump & motor
Tak Mampu mampat
Screw pump
Perangkat ini dipergunakan untuk memindahkan fluida yang
mempunyai kekentalan
Mampu mampat
Beberapa peralatan yang biasanya digunakan
untuk memindahkan fluida compresible :
-Kipas angin
-Blower/Penghembus
-Kompresor
Sifat-sifat fisis fluida Compresible
-Densitas rendah dan mudah berubah dengan adanya
perubahan temperatur dan tekanan
-Pada tekanan tinggi akan berubah fasa dari
Mampu mampat
Blower
Sistem kerja
-Ada 2 nekanisme prinsip kerja kompresor
Centrifugal
Displacement
-Debit yang dihasilkan Besar
Centrifugal Blower
Mampu mampat
