ACARA III DINAMIKA FLUIDA
A. TUJUAN
Tujuan yang akan dicapai dari praktikum Fisika Dasar Acara III
“Dinamika Fluida” ini yaitu :
1. Mahasiswa mampu menghitung besar debit saluran dengan pendekatan laju aliran dan luas penampang.
2. Mahasiswa mampu mengetahui factor koreksi atau correction factor (Cf) dari system pengukuran yang digunakan.
B. TINJAUAN PUSTAKA
Fluida adalah suatu zat yang dapat mengalami perubahan secara kontinu jika diberikan tekanan atau gaya geser walaupun relativ kecil.
Gaya geser adalah komponen yang menyinggung permukaan dengan cara kerja jika gaya geser dibagi dengan luas permukaan menjadi tegangan geser rata-rata sehingga dapat dikatakan bahwa fluida diam memiliki gaya geser sama dengan nol. Gaya geser yang terjadi pada fluida akan selalu berbanding lurus secara linier dengan gradien kecepatan pada arah tegak lurus bidang gaya geser (Ghurri, 2014)
Fluida dapat berubah bentuk dan bersifat tidak permanen. Fluida membentuk berbagai jenis benda padat sesuai dengan bentuk benda yang dilewatinya (Al-Shemmeri, 2012). Menurut Giancoli (2014) zat cair dan gas tidak mempertahankan suatu bentuk yang tetap, keduanya mempunyai kemampuan untuk mengalir dengan begitu keduanya disebut sebagai fluida. Fluida ini mengerahkan tekanan ke segala arah. Pada setiap titik di dalam fluida yang diam, tekanan akan bernilai sama ke segala arah pada kedalaman yang sama. Gaya akibat tekanan di dalam fluida yang diam selalu bekerja tegak-lurus terhadap permukaan (Giancoli, 2014).
Fluida dibedakan menjadi dua bagian yaitu fluida statis (fluida diam) dan fluida dinamis (fluida bergerak). Fluida statis ditinjau ketika
fluida yang sedang diam atau berada dalam keadaan setimbang. Fluida dinamis ditinjau ketika fluida sedang dalam keadaan bergerak (Abidin &
Wagiani, 2013). Penerapan fluida statis salah satunya dalam penggunaan dongrak hidrolik dan mesin hidrolik pengangkat mobil. Fluida dinamis dapat diterapkan pada venturimeter, karburator dan gaya angkat pada pesawat terbang. (Belum dikasih sitasi bingung juga kan soalnya contoh-contoh begitu, berdasarkan pengalaman draft acara 1 pasti harus ada sitasi)
Dalam satuan Sistem Internasional (SI), dikenal tujuh dimensi dasar atau besaran primer, yaitu panjang, massa, suhu, arus listrik, intensitas cahaya, dan jumlah zat. Namun, hanya empat dimensi dasar yang pertamalah yang biasa digunakan dalam bidang mekanika fluida, yaitu panjang, massa, waktu, dan suhu. Untuk menyatakan dimensi dasar biasa digunakan symbol: massa [M], panjang [L], waktu [T], dan suhu [Q]
(Kironoto, 2018).
Karakter dasar dari aliran fluida adalah sebagai berikut:
1. Aliran fluida tenang (steady) atau tidak tenang (non-steady). Jika tekanan, densitas, dan kecepatan fluida konstan maka fluida tersebut dikatakan steady.
2. Aliran fluida ada compressible dan incompressible. Jika densitas fluida konstan, aliran fluida dinyatakan incompressible.
3. Aliran fluida viscous dan nonviscous. Viskositas dalam pergerakan fluida adalah tanda adanya gaya gesek antara permukaan fluida dengan permukaan lain yang bersentuhan dengannya.
4. Aliran fluida rotational dan irrotational (Halliday & Resnick, n.d., 2014)
Menurut Chang, (2005) viksositas adalah ukuran dari hambatan suatu fluida untuk mengalir. Semakin besar viksositas, maka akan semakin lambat aliran cairan. Viksositas cairan biasanya turun dengan adanya peningkatan suhu. Kemudian densitas adalah melambangkan sebuah kerapatan di mana massa suatu benda dibagi dengan volumenya. Berikut formula dari densitas:
d = m v
(Chang, 2005)
Debit adalah volume air yang mengalir dalam satuan waktu tertentu. Dalam sistem satuan SI besarnya debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/dt). Debit dapat dihitung dengan rumus:
Q = A. V Keterangan:
Q = debit (m3/dt)
A= Luas Penampang (m2) V= Kecepatan (m/dt)
(Sulistiyono dkk., 2013) Dinamika aliran melewati dua dan tiga silinder melingkar dengan ukuran yang sama diatur berdampingan menggunakan visualisasi aliran, anemometri dan gambar partikel velosimetri. Dinamika fluida dari sisi dengan pengaturan sisi silinder untuk 500 < Nomor Reynolds (Re) <
1,11,000. Mereka juga menemukan bahwa pada rasio gap kecil, cairan momentum yang lebih tinggi melalui celah makin tinggi tekanan dasar, mengurangi hambatan dari kedua silinder dan juga meningkatkan tingkat aliran wilayah pembentukan pusaran air dalam kasus dua silinder berdampingan (Shyam Kumar & Vengadesan, 2009).
C. METODE PENELITIAN 1. Alat
a. Alat tulis
b. Alat ukur panjang c. Alat ukur volume
d. Ember 10 liter e. Model saluran
f. Set pompa beserta selang g. Stopwatch
2. Bahan a. Air
b. Beban (Paku) c. Hambatan d. Pelampung e. Penampan
3. Cara Kerja
Gambar 3.1 Diagram Alir Percobaan Dinamika Fluida
DAFTAR PUSTAKA
Abidin, K., & Wagiani, S. 2013. Studi Analisis Perbandingan Kecepatanaliran Air Melalui Pipa Venturi Dengan Perbedaan Diameter Pipa. Jurnal Dinamika, 04(1), 62–78.
Afriza, R., Perbedaan, A., Gula, K., Dengan, P., Lane, M., Luff, D., Pada, S., & Naga, B. 2019.
Jurnal Teknologi Dan Manajemen Pengelolaan Laboratorium (Temapela). Jurnal Teknologi Dan Manajemen Al-Shemmeri, T. 2012. Engineering Fluid Mechanics.
Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti, Jilid 1 edisi 3, Jakarta. Erlangga. 12
& 375
Giancoli, D. C. 2014. Physics: Principles with Applications. Seventh Edition. London. Prentice Hall International, Inc. 261.
Ghurri, A. 2014. Dasar-Dasar Mekanika Fluida. Jurnal Dasar-Dasar Mekanika Fluida, 1–73.
Halliday, & Resnick. (n.d.). Fundametals of Physics. 1334.
Helmizar. 2011. Studi Eksperimental Tentang Head Loss Pada Aliran Fluida Yang Melalui Elbow 90°. Jurnal Energi Dan Manufaktur, 5(1).
Kironoto, Bambang Agus. 2016. Statika fluida/ Bambang Agus Kironoto. Yogyakarta. Gadjah Mada University Press.
Neno, A. K., Harijanto, H., & Wahid., A. 2016. Hubungan Debit Air dan Tinggi Muka Air di Sungai Lambagu Kecamatan Tawaeli Kota Palu. Warta Rimba, 4(2), 1–8.
Purnama, H. E. 2015. Investigasi Unjuk Kerja Sling Pump Jenis Kerucut dengan Variasi Kecepatan Putar dan Kondisi Pencelupan Menggunakan Manifold Segaris. 1–10.
Ratna, Darwin. 2013. Simulasi Penentuan Daya Pompa Pada Sistem Transpor Bahan Pangan Menggunakan Parameter Reologi Susu Kental Manis.
(6) 2-5.
Shyam Kumar, M. B., & Vengadesan, S. (2009). Large eddy simulations of flow interference between two unequal sized square cylinders. International Journal of Computational Fluid Dynamics, 23(10), 671–686.
Sulistiyono, Sugiri, A., & R., A. Y. E. 2013. Studi Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) Di Sungai Cikawat Desa Talang Mulia Kecamatan. Jurnal FEMA, 1(1), 48–54.
Waspodo, W. 2017. Analisa Head Loss Sistem Jaringan Pipa Pada Sambungan Pipa Kombinasi Diameter Berbeda. Suara Teknik: Jurnal Ilmiah, 8(1), 1–12.
Wylie, B., Prijono, A., Mekanika, T., Streeter, V. L., Wylie, E. B., & Prijono, A.2020. Mekanika fluida , jilid 1 / Victor L . Streeter , E . 11844.
