Klasisifikasi Aliran:

dokumen-dokumen yang mirip
PERTEMUAN VII KINEMATIKA ZAT CAIR

PERSAMAAN BERNOULLI I PUTU GUSTAVE SURYANTARA P

Macam Aliran : Berdasarkan Cara Bergerak Partikel zat cair :

Edy Sriyono. Jurusan Teknik Sipil Universitas Janabadra 2013

Masalah aliran fluida dalam PIPA : Sistem Terbuka (Open channel) Sistem Tertutup Sistem Seri Sistem Parlel

MEKANIKA FLUIDA DI SUSUN OLEH : ADE IRMA

MODUL KULIAH : MEKANIKA FLUIDA DAN HIROLIKA

HIDRODINAMIKA BAB I PENDAHULUAN

(2) Dimana : = berat jenis ( N/m 3 ) g = percepatan gravitasi (m/dt 2 ) Rapat relatif (s) adalah perbandingan antara rapat massa suatu zat ( ) dan

FLUIDA DINAMIS. 1. PERSAMAAN KONTINUITAS Q = A 1.V 1 = A 2.V 2 = konstanta

Fluida atau zat alir adalah zat yang dapat mengalir. Zat cair dan gas adalah fluida. Karena jarak antara dua partikel di dalam fluida tidaklah tetap.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Mempelajari grafik gerak partikel zat cair tanpa meninjau gaya penyebab gerak tersebut.

FISIKA STATIKA FLUIDA SMK PERGURUAN CIKINI

FLUIDA DINAMIS. GARIS ALIR ( Fluida yang mengalir) ada 2

Tegangan Permukaan. Fenomena Permukaan FLUIDA 2 TEP-FTP UB. Beberapa topik tegangan permukaan

FISIKA FLUIDA YUSRON SUGIARTO, STP, MP, MSc yusronsugiarto.lecture.ub.ac.id. Didit kelas D: Arga kelas G:

KARAKTERISTIK ZAT CAIR Pendahuluan Aliran laminer Bilangan Reynold Aliran Turbulen Hukum Tahanan Gesek Aliran Laminer Dalam Pipa

Materi Kuliah: - Tegangan Permukaan - Fluida Mengalir - Kontinuitas - Persamaan Bernouli - Viskositas

MEKANIKA FLUIDA A. Statika Fluida

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Pengaruh Elemen Meteorologi Untuk Irigasi. tanah dalam rangkaian proses siklus hidrologi.

PERTEMUAN III HIDROSTATISTIKA

Rumus bilangan Reynolds umumnya diberikan sebagai berikut:

FLUIDA. Staf Pengajar Fisika Departemen Fisika FMIPA Universitas Indonesia

Klasifikasi Aliran Fluida (Fluids Flow Classification)

DINAMIKA FLUIDA. nurhidayah.staff.unja.ac.id

REYNOLDS NUMBER K E L O M P O K 4

Fisika Dasar I (FI-321) Mekanika Zat Padat dan Fluida

Rumus Minimal. Debit Q = V/t Q = Av

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TEORI ALIRAN PANAS 7 BAB II TEORI ALIRAN PANAS. benda. Panas akan mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang

Minggu 1 Tekanan Hidrolika (Hydraulic Pressure)

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

BAB FLUIDA. 7.1 Massa Jenis, Tekanan, dan Tekanan Hidrostatis

Laporan Tugas Akhir Pembuatan Modul Praktikum Penentuan Karakterisasi Rangkaian Pompa BAB II LANDASAN TEORI

Fisika Dasar I (FI-321)

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Definisi Fluida

2. FLUIDA STATIS (FLUID AT REST)

9. Dari gambar berikut, turunkan suatu rumus yang dikenal dengan rumus Darcy.

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II DASAR TEORI. m (2.1) V. Keterangan : ρ = massa jenis, kg/m 3 m = massa, kg V = volume, m 3

Fisika Umum (MA101) Zat Padat dan Fluida Kerapatan dan Tekanan Gaya Apung Prinsip Archimedes Gerak Fluida

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PERTEMUAN X PERSAMAAN MOMENTUM

Pengantar Oseanografi V

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Definisi fluida

1/24 FISIKA DASAR (TEKNIK SIPIL) FLUIDA. menu. Mirza Satriawan. Physics Dept. Gadjah Mada University Bulaksumur, Yogyakarta

Nama : Zainal Abidin NPM : Jurusan : Teknik Mesin Fakultas : Teknologi Industri Pembimbing : Dr. Sri Poernomo Sari, ST., MT.

Pertemuan 1 PENDAHULUAN Konsep Mekanika Fluida dan Hidrolika

Losses in Bends and Fittings (Kerugian energi pada belokan dan sambungan)

MEKANIKA TANAH (CIV -205)

Panduan Praktikum 2012

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK KIMIA IV DINAMIKA PROSES PADA SISTEM PENGOSONGAN TANGKI. Disusun Oleh : Zeffa Aprilasani NIM :

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

Aliran Turbulen (Turbulent Flow)

Fisika Umum (MA-301) Sifat-sifat Zat Padat Gas Cair Plasma

P = W/A P = F/A. Sistem satuan MKS: F = kgf P = kgf/m 2. Sistem satuan SI : F = N A = m 2 P = N/m 2

YAYASAN WIDYA BHAKTI SEKOLAH MENENGAH ATAS SANTA ANGELA TERAKREDITASI A

FLUIDA BERGERAK. Di dalam geraknya pada dasarnya dibedakan dalam 2 macam, yaitu : Aliran laminar / stasioner / streamline.

MATERI KULIAH MEKANIKA FLUIDA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

FIsika FLUIDA DINAMIK

MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA

MEKANIKA FLUIDA BAB I. SIFAT-SIFAT FLUIDA

BAB II PRINSIP-PRINSIP DASAR HIDRAULIK

BAB II. 2.1 Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohydro. lebih kecil. Menggunakan turbin, generator yang kecil yang sama seperti halnya PLTA.

Pengenalan Alat alat instrumen di dunia industri. Disusun oleh:rizal Agustian T NPM:

BAB II SIFAT-SIFAT ZAT CAIR

Ciri dari fluida adalah 1. Mengalir dari tempat tinggi ke tempat yang lebih rendah

ALIRAN FLUIDA. Kode Mata Kuliah : Oleh MARYUDI, S.T., M.T., Ph.D Irma Atika Sari, S.T., M.Eng

BAB III LANDASAN TEORI

FLUIDA. Standar Kompetensi : 8. Menerapkan konsep dan prinsip pada mekanika klasik sistem kontinu (benda tegar dan fluida) dalam penyelesaian masalah.

Aliran Fluida. Konsep Dasar

MODUL PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA

PENGARUH DIAMETER NOZEL UDARA PADA SISTEM JET

Soal No. 2 Seorang anak hendak menaikkan batu bermassa 1 ton dengan alat seperti gambar berikut!

Panduan Praktikum 2009

MEKANIKA ZALIR (FLUIDA)

BAB FLUIDA A. 150 N.

Materi Fluida Statik Siklus 1.

FIsika KTSP & K-13 FLUIDA STATIS. K e l a s. A. Fluida

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Menghitung Pressure Drop

HIDROLIKA SALURAN TERTUTUP -PUKULAN AIR (WATER HAMMER)- SEBRIAN MIRDEKLIS BESELLY PUTRA TEKNIK PENGAIRAN

BAB II ALIRAN FLUIDA DALAM PIPA. beberapa sifat yang dapat digunakan untuk mengetahui berbagai parameter pada

SOAL TRY OUT FISIKA 2

BAB II LANDASAN TEORI. bisa mengalami perubahan bentuk secara kontinyu atau terus-menerus bila terkena

BAB III LANDASAN TEORI. 3.1 Sistem Kerja Pompa Torak Menggunakan Tenaga Angin. sebagai penggerak mekanik melalui unit transmisi mekanik.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

JUDUL TUGAS AKHIR ANALISA KOEFISIEN GESEK PIPA ACRYLIC DIAMETER 0,5 INCHI, 1 INCHI, 1,5 INCHI

Aliran pada Saluran Tertutup (Pipa)

Laporan Praktikum Operasi Teknik Kimia I Efflux Time BAB I PENDAHULUAN

POMPA. yusronsugiarto.lecture.ub.ac.id

BAB VI HUKUM KEKEKALAN ENERGI DAN PERSAMAAN BERNOULLI

Oleh: STAVINI BELIA

MODUL- 2. HIDRODINAMIKA Kode : IKK.365 Materi Belajar -2

MEKANIKA FLUIDA BAB I

II LANDASAN TEORI. Misalkan adalah suatu fungsi skalar, maka turunan vektor kecepatan dapat dituliskan sebagai berikut :

8. FLUIDA. Materi Kuliah. Staf Pengajar Fisika Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya

Transkripsi:

Klasisifikasi Aliran: 1) Aliran Invisid dan Viskos 2) Aliran kompresibel dan tak kompresible 3) Aliran laminer dan turbulen 4) Aliran steady dan unsteady 5) Aliran seragam dan tak seragam 6) Aliran satu, dua, dan tiga dimensi 7) Aliran rotasional dan tak rotasional previous next www.djokolegono.com 1

1) Aliran Invisid: Aliran yang mempunyai kekentalan relatif kecil sehingga dapat diabaikan (µ atau ν = 0), contoh air. Tegangan geser di dekat lapis batas sangat kecil. Aliran Viskos: Aliran yang mempunyai kekentalan tidak dapat diabaikan (µ atau ν 0), contoh minyak goreng. Tegangan geser di dekat lapis batas tidak dapat diabaikan, aliran di dekat lapis batas dapat sangat kecil bahkan diam. previous next www.djokolegono.com 2

2) Aliran Kompresibel: Aliran yang dapat berubah rapat masanya apabila tekanannya berubah. Hampir semua fluida adalah aliran kompresibel. Aliran tidak Kompresibel: Aliran yang rapat massanya tidak berubah walaupun ada perubahan tekanan. (Untuk air, walaupun sesungguhnya juga termasuk aliran kompresibel, berhubung perubabahn dimaksud sangat kecil, dklasifikasikan sebagai aliran tidak kompresibel. previous next www.djokolegono.com 3

3) Aliran Laminer: Aliran dimana partikel-partikel aliran bergerak secara teratur membentuk garis lintasan yang kontinyu dan tidak saling berpotongan. Terjadi apabila kekentalan besar dan atau aliran sangat lambat. Aliran Turbulen: Aliran dimana partikel bergerak secara tidak teratur dengan kecepatan yang saling berbeda dan dapat saling berpotongan. Terjadi apabila kekentalan kecil dan kecepatan aliran relatif besar. previous next www.djokolegono.com 4

t = 0 4) Aliran Steady: Aliran dimana variabel aliran (kecepatan V, tekanan p, rapat massa ρ, tampang A, debit Q, dll) disebarang titik pada zat cair tidak berubah dengan perubahan waktu: Aliran Unsteady: - Idem -, berubah dengan waktu: t 0 previous next www.djokolegono.com 5

5) Aliran Seragam: Aliran Tak Seragam: s 0 Aliran dimana variabel aliran (kecepatan V, tekanan p, rapat massa ρ, tampang A, debit Q, dll) tidak berubah dengan perubahan jarak (searah aliran). s = 0 - Idem -, berubah dengan perubahan jarak (searah aliran). previous next www.djokolegono.com 6

6) Aliran Satu Dimensi: Aliran dimana kecepatan aliran di sebarang titik pada satu tampang (tampang basah rerata) besarnya adalah sama. Namun pada arah memanjang searah aliran dapat berbeda. Aliran Dua/Tiga Dimensi: Aliran umumnya tiga dimensi (terutama di belokan), mempunyai tiga vektor (besar dan arah) kecepatan u, v, w pada arah x, y, z. Aliran dua dimensi dibedakan - dua dimensi pada lebar rata-rata: v = 0; - dua dimensi paqda kedalaman rata-rata: w=0. previous next www.djokolegono.com 7

Aliran dua dimensi: previous next www.djokolegono.com 8

Aliran Dua/Tiga Dimensi Gaya inersia Gaya centripetal Resultante gaya previous next www.djokolegono.com 9

7) Aliran Rotasional: Aliran dimana partikelpartikel aliran mengalami kecepatan sudut terhadap pusat massanya. Ini terjadi karena adanya distribusi kecepatan yang tidak merata. Aliran Tak Rotasional: Aliran dimana partikelpartikel aliran tidak mengalami kecepatan sudut terhadap pusat massanya. previous next www.djokolegono.com 10

Aliran fluida (contoh/disederhanakan): Aliran fluida invicid mengalir melalui pipa lurus dan horisontal, dengan sketsa tergambar. A P(A) B P(B) V h Datum (referensi) previous next www.djokolegono.com 11

Aliran fluida mempunyai: energi potensial karena mempunyai elevasi energi tekanan karena aliran tertekan (bukan aliran muka air bebas) energi kinetik - karena fluida mengalir energi termal karena fluida mempunyai temperatur Untuk fluida cairan (bukan gas), energi termal sering diabaikan karena biasanya di sepanjang aliran perubahannya tidak signifikan. previous next www.djokolegono.com 12

Umumnya ketiga bentukenergi yang disebutkan dikonversi ke tinggi ekivalen dari aliran air, dengan satuan meter tinggi elevasi (elevation head) - h e tinggi tekanan (pressure head) - h p tinggi kecepatan (velocity head) - h v Tinggi elevasi adalah jarak vertikal antara referensi sampai ke pusat aliran. Letak referensi tidak penting, namun harus konsisten. Pada gambar, h adalah h e previous next www.djokolegono.com 13

Tinggi tekanan (pressure head) adalah tinggi kolom air pada titik yang mengalami tekanan. Pada gambar dicontohkan tinggi tekanan di Titik A dengan tekanan P(A). Umumnya digunakan tekanan atmosfer sebagai referensi Tinggi tekanan diasumsikan nol bila fluida berada pada tekanan atmosfer previous next www.djokolegono.com 14

Tinggi kecepatan (velocity head) adalah tinggi kolom air pada titik yang merupakan aliran fluida yang mengalir (seolah-olah dipaksa berhenti). Pada gambar dicontohkan tinggi tekanan di Titik B dengan tekanan P(B). Dengan demikian energi kinetik dikonversi ke tinggi potensial. Apabila fluida diam (tidak mengalir) maka tinggi kecepatan adalah sama dengan nol Tinggi total (h t ) = h e + h p + h v previous next www.djokolegono.com 15

Hubungan antara tinggi tekanan dan tekanan dapat diturunkan dari persamaan tekanan hidrostatik suatu kolom air dengan ketinggian tertentu (dalam hal ini h p ), yaitu: atau: p = ρ. g. h p p h p = ρ. g previous next www.djokolegono.com 16

m. v 2 = 2 Persamaan atau rumus tinggi kecepatan dapat diturunkan dari hukum kekekalan energi suatu cairan yang memasuki pipa atau tabung vertikal (lihat gambar). Dengan mengabaikan gesekan antara aliran dengan tabung, maka selama proses, energi kinetik akan diubah seluruhnya menjadi energi potensial, sesuai persamaan seperti berikut: atau: 2 v h v = 2. g m. g. h v previous next www.djokolegono.com 17

Karena energi kinetik dari aliran fluida dapat diubah menjadi energi tekanan, maka dengan kata lain kecepatan aliran dapat mempengaruhi pembacaan alat ukur tekanan (lihat sketsa di gambar sebelumnya). Pembacaan manometer P(B) akan lebih besar dari manometer P(A), karena aliran yang mengalir di titik tengah aliran akan mendorong air masuk ke tabung. Selanjutnya akan dikenal berbagai tipe tekanan dari aliran fluida yang bergerak, yaitu: statik, dinamik, dan total. previous next www.djokolegono.com 18

Tekanan Statik (p s ) Tekanan Dinamik (p d ) Adalah tekanan dari fluida statik. Untuk fluida yang mengalir, terjadi pada bidang yang sejajar dengan arah aliran, (yaitu pada inlet tabung A). Adalah pertambahan tekanan neto yang merupakan konversi tinggi kecepatan ke tinggi tekanan, terjadi pada ujung (menghadap arah) aliran. Tekanan Total (p t ) Adalah tekanan yang terjadi pada bidang normal tegak lurus arah aliran (yaitu pada inlet tabung B), dimana: p = p + t s p d previous next www.djokolegono.com 19

CONTOH Suatu sistem aliran air seperti gambar terdahulu mempunyai kecepatan = 5 m/detik. Berapakah tinggi kecepatan ekivalen serta tekanan dinamik apabila rapat massa air (ρ) = 1.000 kg/m 3? JAWABAN Tinggi kecepatan: 2 2 v 5 h v = = = 1, 27m 2. g 2.9,81 previous next www.djokolegono.com 20

Tekanan dinamik ekivalen (p d ) adalah tekanan dari suatu kolom air yang tingginya sama dengan tinggi kecepatan, yaitu: p d CATATAN: = v ρ. g. h = 1000.9,81.1,27 =12500 Pa =12, 5kPa Satuan tekanan adalah kg/m 2 atau N/m 2. 1 Pa = 1 N/m 2 1 kilopascal (kpa) = 10 3 Pa 1 mega pascal (MPa) = 10 6 Pa = 10 3 kpa previous next www.djokolegono.com 21

Kehilangan Energi dan Kehilangan Tinggi Karena adanya viskositas, akan terjadi gaya friksi/gesekan antar partikel fluida yang mengalir, ataupun antara fluida dengan lapis batas. Dengan adanya gesekan ini akan timbul kenaikan temperatur di fluidanya sendiri ataupun di dinding batas (misal pipa). Besarnya tinggi hilang atau energi hilang karena gesekan aliran tergantung tiga faktor, yaitu: besarnya kecepatan fluida, pola kecepatan fluida, serta viskositas fluida. previous next www.djokolegono.com 22

Pengaruh dari kecepatan fluida terhadap kenaikan tegangan geser sangat signifikan, sebab pada aliran turbulen, tegangan geser merupakan fungsi dari kuadrat kecepatan. 2 τ v Sebagai contoh, apabila kecepatannya naik dua kali lipat, maka tegangan geser (demikian juga dengan kehilangan tinggi), akan naik empat kalinya. previous next www.djokolegono.com 23

Aliran fluida dengan suatu kecepatan akan mengalami pertambahan kehilangan tinggi karena berbagai sebab, antara lain: sambungan pipa (siku, T, penyempitan, pembesaran, dll). pertemuan kolam dengan pipa aliran air melalui pintu atau rintangan lainnya Pengaruh dari viscositas terhadap kehilangan tingggi sangat jelas, yaitu; semakin kental aliran fluida maka kehilangan tinggi akan semakin besar. previous next www.djokolegono.com 24

Beberapa kajian sebelumnya tentang tipe energi pada fluida yang mengalir (termasuk kehilangan-kehilangan karena gesekan aliran: energi potensial/tinggi elevasi energi tekanan/tinggi tekanan energi kinetik/tinggi kecepatan kehilangan gesekan/tinggi hilang Berbagai tipe energi tersebut saling dapat dikonversikan satu sama lain. previous next www.djokolegono.com 25

Hukum kekekalan energi (lihat sistem tergambar). Apabila tidak ada energi yang masuk ke dalam sistem ataupun yang keluar dari sistem, maka jumlah energi pada tampang 1 akan sama dengan jumlah energi pada tampang 2. previous next www.djokolegono.com 26

Perlu dipahami bahwa beberapa energi pada saat masuk di tampang 1 akan dikonversi ke panas karena adanya gesekan fluida antara tampang 1 dan tampang 2. Andaikata kita menambahkan (misalnya menambahkan tekanan dengan pompa) atau mengurangi (misalnya mendinginkan sistem) energi antara tampang 1 dan tampang 2, maka hal tersebut harus diperhitungkan. previous next www.djokolegono.com 27

h he 1 1 Dengan pernyataan kekekalan energi antara tampang 1 dan 2, dituliskan: e1 + hp 1 + hv + hadded hremoved atau: 2 e2 = h + + hp2 + hv 2 h loss v1 p1 + + + hadded hremoved hloss 2. g 2. g 2 h v2 p2 e 2 + + 2. g 2. g disebut = previous next www.djokolegono.com 28

Percepatan Partikel Zat Zair Contoh pengaliran melalui curat dengan tampang mengecil pada suatu tabungseperti tergambar, untuk suatu kondisi dengan kedalaman h konstan, kecepatan di B akan lebih besar daripada di A (atau aliran mengalami percepatan). previous next www.djokolegono.com 29

Debit Aliran Jumlah fluida yang mengalir melalui tampang lintang aliran tiap satuan waktu disebut debit aliran dan diberi notasi Q. Debit aliran diukur dalam satuan volume per satuan waktu, misal; -m 3 /detik - liter/detik - liter/menit - cfs (cubic feet per second) - cms (cubic meter per second), -dll. previous next www.djokolegono.com 30

Secara matematis ditulis; atau: Q = AV = konstan Apabila fluida tak kompresibel mengalir secara kontinu melalui pipa atau saluran terbuka, dengan tampang aliran konstan atau tidak konstan, maka volume zat zair yang lewat tiap satuan waktu adalah sama di semua tampang. A V = A V =... = 1 1 2 2 A n V n previous next www.djokolegono.com 31