Konsep Aliran Fluida Masalah aliran fluida dalam PIPA : Sistem Terbuka (Open channel) Sistem Tertutup Sistem Seri Sistem Parlel Hal-hal yang diperhatikan : Sifat Fisis Fluida : Tekanan, Temperatur, Masa Jenis dan Viskositas.
Konsep Aliran Fluida Viskositas suatu fluida bergantung pada harga TEKANAN dan TEMPERATUR. Untuk fluida cair, tekanan dapat diabaikan. Viskositas cairan akan turun dengan cepat bila temperaturnya dinaikkan.
Konsep Aliran Fluida Hal-hal yang diperhatikan : Faktor Geometrik : Diameter Pipa dan Kekasaran Permukaan Pipa. Sifat Mekanis : Aliran Laminar, Aliran Transisi, dan Aliran Turbulen.
Konsep Aliran Fluida Aliran Laminar Aliran Transisi Aliran Turbulen Bilangan REYNOLDS Re = DV ρ µ
Konsep Aliran Fluida Arti fisis Bilangan REYNOLDS : Menunjukkan kepentingan Relatif antara EFEK INERSIA dan EFEK VISKOS dalam GERAKAN FLUIDA.
Konsep Aliran Fluida
Konsep Aliran Fluida Parameter yang berpengaruh dalam aliran : Diameter Pipa (D) Kecepatan (V) Viskositas Fluida (µ) Masa Jenis Fluida (ρ) Laju Aliran Massa (ṁ)
Persamaan Dalam Aliran Fluida Prinsip Kekekalan Massa Persamaan KONTINUITAS Q = AV
Persamaan Dalam Aliran Fluida Prinsip Energi Kinetik Suatu dasar untuk penurunan persamaan Seperti :. Persamaan Energi Persamaan BERNAULI. Persamaan Energi Kinetik HEAD KECEPATAN
Persamaan Dalam Aliran Fluida Prinsip Momentum Menentukan gaya-gaya Dinamik Fluida Banyak dipergunakan pada perencanaan : POMPA, TURBIN, PESAWAT TERBANG, ROKET, BALING- BALING, KAPAL, BANGUNAN, dll
Persamaan Dalam Aliran Fluida Contoh : Jika pada kondisi Re sebesar 00, fluida yang mengalir adalah MINYAK. Tentukan Re pada kondisi, bila diketahui D = 5 mm dan D = 5 mm.
Persamaan Dalam Aliran Fluida Solusi : Re Re Re υ υ υ D V A A V V A V A V Q Q D V D V = = = = = =
Persamaan Dalam Aliran Fluida Contoh : 500 mm 000 mm 80 mm Sebuah system pemanas udara dengan menggunakan matahari, udara dingin masuk kedalam pemanas melalui saluran rectangular dengan ukuran 300 mm x 50 mm, kemudian pada sisi keluarnya dengan menggunakan pipa berdiameter 50 mm. Rapat massa udara pada sisi masuk.7 kg/m 3 dan pada sisi keluarnya. kg/m 3. Jika kecepatan aliran udara pada sisi masuk pemanas sebesar 0. m/s, Hitung: Laju aliran massa udara dan kecepatan udara pada sisi keluar.
Persamaan Dalam Aliran Fluida Solusi : Diketahui : Fluida = Udara A = 0.3 x 0.5 = 0.045 m A = π/4 x (0.5 m) = 0.049 m (sisi masuk) (sisi keluar) ρ =.7 kg/m 3 ρ =. kg/m 3 V = 0. m/s ṁ = ρ x A x V =.7 kg/m 3 x 0.045 m x 0. m/s = 5.7 x 0-3 kg/s
Persamaan Dalam Aliran Fluida Solusi : Dengan persamaan KONTINUITAS : ρ x A x V = ρ x A x V 5.7 x 0-3 kg/s =. kg/m 3 x 0.049 m x V V = 0.09 m/s Sehingga : ṁ =. kg/m 3 x 0.049 m x 0.09 m/s = 5.30 x 0-3 kg/s
Aliran Zat cair riil Soal : Air mengalir melalui pipa berdiameter 50mm dan kecepatan 5,5 m/d. Kekentalan kinematik air adalah,3x0-6 m /d. Selidiki tipe aliran. Solusi: Soal : Pipa berdiameter 4 cm mengalirkan air pada 0 0 C. Hitung debit aliran maksimum di mana aliran adalah laminer. Kekentalan kinematik air pada temperatur tersebut adalah x0-6 m /d. Solusi: Soal 3 : Minyak dengan kekentalan kinematik,67x0-4 m /d dan rapat relatif 0,9 mengalir melalui pipa berdiameter,5 cm dan panjang 50 m. Debit aliran adalah 3l/d. Selidiki tipe aliran dan hitung kehilangan tenaga sepanjang pipa. Solusi:
Soal 4 : Minyak dengan rapat massa ρ =900kg/m 3 dan kekentalan kinematik ν=0,000 m /d mengalir melalui pipa dari titik A ke titik B sepanjang 0 m, diameter 6 cm dan posisinya miring dengan kemiringan 45 0. Tekanan di titik a dan B, dengan titik A di bawah, adalah 350kPa (N/m ) dan 50 kpa. Engan menganggap aliran adalah laminer, (a) Selidiki apakah aliran mengalir ke atas atau ke bawah, (b) kehilangan tenaga pada pengaliran antara titik A dan B, (c) angka Renolds, (d) benarkah amggapan bahwa aliran adalah laminer?. Solusi: Soal 5 : Fluida mengalir melalui pipa berdiameter 8cm dan debit aliran 0,7 l/d. Tentukan apakah aliran adalah laminer atau turbulen apabiula fluida tersebut adalah (a) air (ν=,3x0-6 m /d); (b) bensin (ν= 4,06x0-7 m /d) dan ( c) glycerin (ν=,8x0-3 m /d). Solusi: Soal 6: Zat cair mengalir melalui pipa berdiameter 0 mm dan pada angka Renolds 800. kehilangan tenaga adalah 30 m tiap 00 m panjang pipa. Hitung debit aliran.
Soal 7 : Minyak dipompa melalui pipa sepanjang 4000m dan diameter 30 cm dari titik A ke titik B. Titik terbuka ke udara luar. Elevasi titik B adalah 50m di atas titik A. debit aliran 40l/d. Rapat relatif S=0,9 dan kekentalan kinematik,x0-4 m /d. Hitung tekanan di titik A. Soal 8: Minyak dengan kekentalan kinematik,x0-4 m /d dan rapat relatif S=0,9 mengalir melalui pipa horisontal berdiameter,5 cm. Apabila penurunan tekanan tiap meter panjang pipa adalah 0, kgf/cm, tentukan debit aliran. Soal 9: Pipa sepanjang 600 m dan diameter 5 cm mengalirkan minyak dengan kecepatan 50 cm/d. Apabila kekentalan kinematik minyak adalah ν=9cm /d, hitung kehilangan tenaga karena gesekan. Soal 0 Minyak dengan kekentalan ν =,x0-4 m /d mengalir melalui pipa berdiameter 0 cm dengan debit aliran 40 l/d. panjang pipa 00m. Hitung kehilangan tenaga.. Hitung pula kecepatan maksimum dan kecepatan pada jarak 5 cm dari dinding apabila (a) pipa datar dan (b) pipa miring (menurun ke kanan) dengan kemiringan :00. Rapat relatif minyak S=0,9.
Soal : Angka Renolds untuk aliran minyak melalui pipa berdiameter 00mm adalah 800.. Apabila kekentalan kinematik ν =0,74x0-4 m /d,, berapakah kecepatan pada sumbu pipa dan kecepatan rerata, serta kecepatan pada titik yang berjarak 0 mm dari dinding. Hitung pula kehilangan tenaga jika panjang pipa 00 m. m Solusi: Soal : Minyak dipompa melalui pipa berdiameter 5 cm dan panjang 0 km dengan debit aliran 0,0 m 3 /d. Pipa terletak miring dengan kemiringan :00. Rapat relatif minyak S=0,9 dan kekentalan kinematik ν=,x0-4 m /d. Apabila tekanan pada ujung atas adalah p=0kpa, ditanyakan tekanan di ujung bawah.