SLIDE PERPINDAHAN MOMENTUM: STATIKA FLUIDA

PERPINDAHAN MOMENTUM:

STATIKA FLUIDA

Zuhrina Masyithah, 2017

PENDAHULUAN

 Aliran dan kelakuan fluida :

 Dasar yang diperlukan dalam mempelajari satuan operasi

 Hal yang terjadi dalam berbagai satuan/unit operasi.

 Fluida adalah suatu zat yang tidak permanen terhadap distorsi, sehingga bentuknya akan kembali.

 Misalnya: gas, uap,dan liquid. Dalam industri

proses kebanyakan bahan-bahan yang dijumpai ada dalam bentuk fluida dimana harus

disimpan, ditangani, dipompa atau diproses.

 Jadi kita diharapkan familiar dengan prinsip- prinsip yang mempengaruhi aliran fluida

serta juga dengan peralatan yang digunaka

 Contoh fluida: air, udara, CO2, minyak, slurry, sirup kental.

 Kajian perpindahan momentum terbagi 2:

 Statika fluida : Fluida diam (tidak terdapat tegangan geser)

 Dinamika fluida : Fluida bergerak (sebagian dari fluida berada dalam keadaan bergerak, relatif terhadap fluida lainnya).

Tujuan memahami perilaku fluida:

untuk dapat dengan teliti menyelesaikan masalah-masalah pergerakan fluida

melalui pompa, kompresor, dan segala macam peralatan proses.

untuk mengkaji aliran panas.

untuk mengkaji berbagai operasi

pemisahan yang bergantung kepada difusi dan perpindahan massa.

 Sifat fluida (1):

 Bila suatu massa fluida diubah

bentuknya maka di dalam fluida itu

akan terbentuk lapisan-lapisan, dimana lapisan yang satu meluncur di atas

yang lainnya hingga mencapai bentuk baru.

 Selama perubahan bentuk ini akan terjadi tegangan geser (shear stress) yang besarnya bergantung kepada laju luncur.

Sifat fluida (2):



Pada P dan T tertentu setiap fluida mempunyai kecepatan tertentu.

 Fluida inkompressibel : densitas hanya

sedikit terpengaruh oleh perubahan yang agak besar dari P dan T, misalnya: zat cair.

 Fluida kompressibel : densitas peka terhadap perubahan variabel tersebut.

Misalnya: gas dan uap.

STATIKA FLUIDA

Gaya, Satuan, dan Dimensi



Dalam statika fluida, sifat yang terpenting: TEKANAN FLUIDA.



Tekanan terdapat pada setiap titik di dalam volume fluida. Tekanan

(pressure) adalah gaya permukaan

yang diberikan fluida terhadap dinding

tangkinya.

Tekanan dalam Fluida



Dalam massa fluida statik yang diam, tekanan pada setiap

penampang yang sejajar dengan

permukaan bumi adalah tetap, tetapi berbeda menurut letak

ketinggiannya.

P 2

P 1

P 0

A 0

A 1

A 2

h1

h 3

h 2

2 1

0 A A

A = =

k e t i n g g i a n h

t e k a n a n P

p e n a m p a n g L u a s

A

=

=

=

Massa total fluida setinggi h₂ meter dengan densitas (kg/m³) adalah :

 Contoh: Tekanan dalam tangki yang berbeda.

Tekanan pada dasar tangki adalah sama

 Contoh: Tekanan dalam tangki storage (penyimpan)

Head Fluida (tinggi tekan)

 Head dari fluida adalah metode yang umum untuk menyatakan tekanan.

 Tinggi atau head (dalam m atau ft) dari fluida yang diberikan akan mendesak

fluida dengan tekanan sebagaimana yang dinyatakan.

 Dari persamaan sebelumnya:

Contoh:

Konversi tekanan menjadi head fluida (tinggi tekan fluida)

Diberikan tekanan 1 atm standar sebagai 101,325 kN/m²,

Ubah tekanan ini menjadi head (dalam mH2O) pada 4^oC

Ubah tekanan ini menjadi head (dalam mHg) pada 0^oC

Jawab:

Lihat App A Geankoplis

Peralatan Pengukur Tekanan Dan Perbedaan Tekanan

1. Manometer tabung U sederhana

 (Fluida A dan B immisible/tidak saling larut)

Contoh: Perbedaan tekanan dalam manometer

 Sebuah manometer seperti gambar di atas digunakan untuk mengukur penurunan

tekanan sebuah flowmeter. Fluida yang lebih berat merkuri dan fluida diatasnya,

pembacaan manometer (R) = 32,7 cm.

Hitung .

2. Tabung ‘U’ dua fluida

 Merupakan peralatan untuk mengukur

perbedaan tekanan yang kecil.

 A = Luas

penampang masing- masing reservoir yang besar

 a = Luas penampang tube berbentuk ‘U’

 Neraca tekanan untuk tabung ‘U’,

Pengukuran Tekanan dalam tangki

 Manometer tabung U (gambar di bawah) digunakan untuk mengukur tekanan PA

dari dalam tangki yang berisi cairan

dengan densitas Turunkan persamaan yang berhubungan dengan tekanan

serta pembacaan pada manometer.

 (Pengukuran tekanan dalam vessel)

 Contoh lain dari manometer tabung U

ditunjukkan pada gambar di bawah. Alat ini digunakan dalam kasus mengukur

perbedaan tekanan antara 2 buah vessel.

 (Pengukuran perbedaan tekanan)

Tekanan Relatif dan Tekanan Absolut

 Tekanan Relatif : tekanan yang diukur jira ujung manometer yang satu terbuka.

 Tekanan Absolut : jika ujung

manometer yang satu lagi tertutup dan divakum

 Barometer

 Tekanan Barometer,  

 Pressure Gage Bourbon

 Biasanya tidak selalu menunjukkan tekanan nol jika terbuka terhadap atsmosfir.

 Hubungan ke sumber tekanan Contoh:

 Tekanan gage dari sebuah tangki CO2

yang digunakan untuk mengisi botol air soda menunjukkan 51,0 psi. Pada waktu yang sama tekanan barometer

menunjukkan 28,0 inHg. Berapa tekanan absolut dalam tangki dalam psia.

Jawab :