Naiknya kolom air dalam tabung kecil disebabkan oleh tegangan permukaan dan disebut fenomena kapiler. Sampai ketinggian berapa air pada suhu kamar akan naik dalam tabung kaca berdiameter bersih? jika diketahui tegangan permukaan air di udara kira-kira 0,073 N/m).
STATIKA FLUIDA
Gaya-gaya yang terdistribusi akibat aksi fluida pada suatu bidang yang Insnya digantikan oleh gaya-gaya resultan, sejauh menyangkut reaksi HMT dengan sistem gaya. Pada Gambar 2.6, gaya vertikal yang dilakukan oleh suatu elemen benda berbentuk prisma vertikal yang mempunyai bentuk.
KINEMA TIKA FLUIDA
Berbagai bentuk persamaan kontinuitas untuk volume kendali diturunkan dengan menyatakan secara matematis bahwa fluks massa bersih I~u di suatu luas tertentu hanyalah perubahan l~u massa di luas tersebut. Gambar 3.1a menunjukkan volume kendali yang dibatasi. dinding tangki penipisan, yaitu tangki yang massa internalnya berkurang seiring berjalannya waktu. Persamaan ini menyatakan bahwa laju kenaikan massa dalam volume kendali ditambah fluks massa bersih yang melalui pena kendali sama dengan nol.
BAB. IV
ALIRAN FLUIDA DAN PERSAMAAN DASAR
Jika beda ketinggian antar saluran adalah y, persamaan Bernoulli menjadi: .. a) Tentukan kecepatan aliran gas buang sebesar 110Sei pada dinding reservoir gambar. berapa banyak debit yang melalui nosel. a) Jet muncul sebagai silinder dengan tekanan atmosfer di sekelilingnya. Kami menerapkan penmulasi Bernoulli antara titik di permukaan air dan titik di hilir nosel.
ANALISA DIMENSIONAL
Variabel yang menyatakan sifat lentur misalnya massa jenis m, modulus elastisitas E, dan seterusnya. dalam mekanika fluida variabel ini umumnya dapat diabaikan;. Dengan analisis dimensional, fenomena fisika dapat dirumuskan sebagai hubungan antara variabel-variabel berpengaruh tersebut, yang dikelompokkan menjadi serangkaian kelompok bilangan tak berdimensi. Kelompok bilangan tak berdimensi ini jauh lebih kecil dibandingkan jumlah total variabel. Variabel geometri benda adalah d, variabel gerak benda adalah V, variabel penentu sifat fluida adalah p dan Jl. sedangkan ukuran fisik yang ditinjau adalah ~8 jam gaya tahRIlanD. Perlu diperhatikan bahwa langkah pertama yang penting disini adalah pengenalan variabel-variabel yang berpengaruh tersebut, dan berdasarkan analisis, pengamatan dan penyederhanaan asumsi, maka jumlah variabel yang dipertimbangkan hanyalah variabel-variabel yang penting saja.
33 Tata cara memilih kombinasi beberapa variabel yang terlibat dalam suatu permasalahan sehingga dikelompokkan menjadi bilangan-bilangan tak berdimensi disebut analisis dimensi. Dari prinsip keseragaman dimensi iui dapat disimpulkan bahwa persamaan berbentuk: dimensi m (M) dan a (LT -2); disini keseragaman dimensi digunakan untuk mendefinisikan dimensi yang berada di bawah U yaitu dimensi F. .
Rayleigh adalah orang pertama yang menggunakan metode ini dan hukum aljabar untuk mengelompokkan banyak variabel dalam suatu permasalahan ke dalam kelompok tak berdimensi.
0 pV2'd'pVd
PENURUNAN PARAMETER KESERPAAN (KELOMPOK TAK BERDIMENSI) DARI PERSAMAAN DASAR
Aliran melalui tabung venturi atau mengelilingi silinder merupakan contoh kondisi batas pertama, sedangkan aliran air pada saluran terbuka yang permukaannya bebas merupakan contoh kondisi batas kedua. Dalam mekanika fluida, hubungan ini merupakan hubungan aJiran yang sebenarnya dengan aJirao, yang menyangkut model-model yang batas-batasnya serupa secara geometris tetapi ukurannya lebih kecil. Namun harus dijelaskan bahwa dalam mekanika fluida hukum kesamaan juga berlaku pada aliran yang batasnya tidak sama. Artinya jika dua aliran mempunyai bilangan Reynolds dan bilangan Froude yang sama, maka uraian kedua aliran tersebut dalam besaran tak berdimensi akan sama, asalkan kondisi batas (tanpa dimensi) kedua soal ini juga sama.
Jika suku b, maka batas ini adalah jenis dimana kecepatan ditentukan pada batas tetap dalam ruang. Demikian pula persamaan kontinuitas tidak dipengaruhi oleh substitusi dua persamaan diferensial dan kondisi batas dalam bentuk tak berdimensi, yaitu bilangan Reynolds. Sekarang kita membahas salah satu jenis masalah yang melibatkan pertemuan dengan permukaan bebas, yaitu penemuan batas yang bentuknya bergantung pada pola gerak.
Oleh karena itu, suku gravitasi tidak dapat dihilangkan dari persamaan dasar, dan bilangan Froude harus dianggap sebagai parameter terpisah.
ARTI FISIK DARI PARAMETER KESERUPAAN YANG PENTING
ALIRAN DALAM PIPA
Transisi dari aliran laminar ke aliran turbulen tentu saja merupakan fungsi bilangan Reynolds dan bukan hanya kecepatan, yang dapat dibuktikan secara eksperimental. Efek transisi terjadi pada bilangan Reynolds yang sesuai karena peningkatan koefisien gesekan secara tiba-tiba dan oleh karena itu perubahan pola aliran ini dapat dianggap sebagai penyebab efek ini. Transisi terjadi karena di atas bilangan Reynolds tertentu, aliran linier menjadi tidak stabil jika aliran tersebut diberi gangguan kecil.
Pada bilangan Reynolds yang tinggi, gangguan-gangguan tersebut semakin membesar dan berinteraksi satu sama lain sehingga menimbulkan fluktuasi acak yang memberikan ciri-ciri aliran turbulen. Dalam percobaan yang disusun secara cermat, aliran laminar dalam sebuah pipa dapat diuji hingga bilangan Reynolds 2000 hingga 3000. Kita akan menganalisis aliran dalam pipa bulat (diameter lingkaran) dan terlebih dahulu akan menjelaskan persamaan umum yang berkaitan dengan tegangan geser. , yang memperkecil kanan dan jari-jari, dan tidak menggunakan persamaan Navier-Stokes secara langsung.
Terlihat bahwa faktor directivity pada aliran turbulen berubah lebih lambat dengan bilangan Reynolds dibandingkan pada aliran laminar.
LAPISAN BA T AS
Untuk menghitung sifat-sifat lapisan batas turbulen, kita dapat menggunakan prosedur yang sama seperti aliran laminar. Untuk mengatasi kesulitan tersebut akan digunakan hasil percobaan yang dapat dinyatakan dengan berbagai cara.. Bentuk S8tn sebagai kelompok hasil percobaan adalah : .. dan persamaan lapisan bata diatas setelah diintegrasikan menjadi : . dimana 00.h. lapisan tcbalbrick.') pada titik transisi dari Imniner ke tw'bilen. Pada aliran ideal tidak ada viskos yang kebanyakan tak terhingga, h;J!lY~;gaya resultan akla sedangkan gaya drag pada umumnya.
Sisi kanan mumi dialami oleh garis yang lIlelt~\.valiscbl1ah Iwlal datar normal adalah ke garis CUl.lS.Gaya~force g;:~senUlbd Baling-baling merupakan hasil angkat suatu bidang, selain gaya angkat, hambatan juga dialami oleh kipas dan kipas juga menghasilkan gaya dorong dan momen gaya. (pcrh:-ilikan gambm' 8-7). Magnitud gangguan dalam saluran paip boleh ditentukan dengan menggunakan persamaan momentum dan persamaan kesinambungan. Gangguan mendadak atau perubahan mendadak dalam keadaan dalam persekitaran semula jadi boleh berlaku jika terdapat halaju tertentu V=(dp/dp)lf2 dalam paip. untuk gangguan sebesar letupan Born boleh bergerak lebih daripada kelajuan bunyi. Contoh: 1, Karbon tetraklorida mempunyai mod keanjalan aliran 1.124 GPa dan ketumpatan 1593 kg/m)' Berapakah kelajuan bunyi dalam medium ini. Dalam satu dimensi, satu-satunya jenis gelombang kejut yang dapat terjadi adalah gelombang kejut kompresi normal. Aliran gas melalui nosel sempit biasanya disuplai dari tangki bertekanan atau tangki penampung yang kecepatannya sama dengan 1101 hingga mendekati n. Akibat IBJ, tangki umpan diketahui berada dalam keadaan stagnasi, sedangkan kecepatan, suhu dan tekanan pada bagian lain dalam aliran kontinu-tm-ut diperoleh dari persamaan berikut :. Suhu pada suatu bagian yang diketahui bilangan Mach M dihitung dengan dan tekanan pada gaya potong adalah bilangan Mach. Kecepatan dihitung dari persamaan gas p= p RT I. Pada foto 1) dimana kecepatan sama dengan kecepatan suara (di leher drum), bilangan Mach sama dengan satu dan alirannya disebut aliran kritis. Laju aliran fluida fisik dan tekanan di daerah penerima kurang dari kritis, aliran menjadi supersonik setelah mencapai lubang pemancar dan kemudian menghilang melalui serangkaian fenomena guncangan berturut-turut di luar lubang pemancar. Distribusi tekanan sepanjang 8 sumbu antara bagian input dan leher lubang transmisi tipe sempit-lebar pada diagram. Untuk nosel konvergen-divergen, gambar 9.3 (b), alirannya tidak mengalir: jadi jika P3=po (=PI = P2), dan seterusnya) Saluran keluar melalui lubang pancaran. dengan tekanan minimum dan kecepatan maksimum ~g di leher. Jika kecepatan berada pada leher sonik maka laju aliran massa diperoleh dari hasil kecepatan Vap. Nilai kecepatan dan massa jenis dapat diperoleh untuk suatu penampang tertentu asalkan diketahui tekanan dan suhunya. Udara 700kPa &uutlal Jika s('bnah tilbung t~'rblika yang terdapat di!i.~mpal.dapat muncul di hulu di :matu aJiran z.at e:1irtL'rlmka. zal cair akan naik pada tahun tersebut hingga ketinggian h (kapiler efeknya diabaikan~ Ul)iihar ga1l1bar10-1a Jika tekanan statisnya tinggi, yl akan besar sehingga pembacaan ketinggian piezometri yJ dan yl + hm dapat sesuai (yl akan menjadi sekitar 61 m untuk air dengan tekanan 600 kPa untuk pipa Berbagai metode Y~J1lg dapat digunakan untuk mengukur laju aliran suatu zat yang disebut 'dillmH plpa, y,mg s(~rjllg diguuakau D~ng;:JnAo 111m:;l11b:mgp:lJ1car;.dml K ko~1i8ien atiran, yang h~tergantung pada klan efek~dck aliran tidak idle~a .lsepcrili mga-loss head.d bahwa rRannng pacla k€'kH8permukaan bulan karena juga ada di tangki mereka dekat lubang.l~iu a1inmo Untuk Huida yang ideal. Mengenai aliran bahan kimia, flowmeters tidak boleh dikalibrasi untuk pengukuran yang akurat. Ekspresi ini dapat ditulis dalam bentuk yang lebih sederhana, dibandingkan dengan aliran fluida, dengan menambahkan koefisien a1inmK (y~mg sama dengan a1inm fluida) dan faktor muai Y.BAB. IX
IIIIIII
BAD.X
