1 / 33

FLUIDA DINAMI K

FLUIDA DINAMI K. Statik: rapat massa & tekanan kecepatan alir. Fluida dinamik/ bergerak. Beberapa anggapan (model) yang digunakan: Tak kompressibel ( incompressible ) Temperaturnya tidak bervariasi Alirannya tunak, sehingga kecepatan dan tekanan fluida tidak bergantung terhadap waktu

koko
Download Presentation

FLUIDA DINAMI K

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. FLUIDA DINAMIK

  2. Statik: rapat massa & tekanan kecepatan alir Fluida dinamik/bergerak • Beberapa anggapan (model) yang digunakan: • Tak kompressibel (incompressible) • Temperaturnya tidak bervariasi • Alirannya tunak, sehingga kecepatan dan tekanan fluida tidak bergantung terhadap waktu • Alirannya laminer • Alirannya tidak berrotasi (irrotational) • Tidak kental Fluida Dinamik

  3. SIFAT-SIFAT ALIRAN FLUIDA garis alir Gerak partikel mengikuti lintasan yang teratur(Satu sama lain tak pernah saling berpotongan) Laminer (Stabil) Gerak partikel mengikuti lintasan yang tak teratur(Ada bagian yang berpusar) Turbulen(TakStabil)

  4. JENIS ALIRAN • AliranLaminer • Setiappartikelbergerakdalamsatuarahhorisontalsehinggaterjadilapisan-lapisanfluidadengankecepatanberbeda • Distribusikecepatantidakmeratadankuadratis • Bilapadaaliranaminerdisemprotkancairanberwarna, makacairantadiakanbergerakhorisontalsearahdenganaliran • Aliranlaminerterjadibila : • Viskositascairantinggi • Kecepatanaliranrendah • Luaspenampangpipakecil

  5. AliranTurbulen • Ada partkel-partikel yang bergerakkearah lain sehinggatidakadalagilapisan-lapisandengankecepatanberbeda • Bilapadaaliranturbulendisemprotkancairanberwarna, makacairantersebutselainbergeraksearahaliranjugaada yang bergerakkearah radial sehinggaakanmemenuhiseluruhpenampangpipa • Distribusikecepatanlebihhomogen • Aliranturbulenterjadibila : • Viskositascairanrendah • Kecepatanalirantinggi • Luaspenampangpipabesar

  6. Distribusikecepatanpadaaliranlaminer • Kuadratisdenganpersamaan :

  7. BILANGAN REYNOLD NR • Tergantungpadarapatmassa, viskositas, diameter dankecepatan • Merupakanbilangantakberdimensi • Menentukanjenisaliran • Bila NR < 2000  aliranlaminer • Bila NR> 4000  aliranturbulen • bila 2000 < NR< 4000  alirantransisi/daerahkritis (critical zone)

  8. Soal Bilasepanjangpipaberdiameter 150 mm mengalirgliserinpada 25 oCdengankecepatan 3,6 m/s tentukanapakahjenisalirannyalamineratauturbulen

  9. Soal Bila sepanjang pipa berdiameter 150 mm mengalir gliserin pada 25 oC dengan kecepatan 3,6 m/s tentukan apakah jenis alirannya laminer atau turbulen Jawab : Jenis aliran laminer Nia (10-006) Hami (10-040)

  10. Soal Tentukanapakahaliranbersifatlamineratauturbulenbila air padatemperatur 70o C mengalirdalam K copper tube berdiameter I in dengankecepatansebesar 285 L/min. Jawab :

  11. Julia (10-013) = 10 poin Anggesta (10-007) = 7 poin Yessica (10-016) = 4 poin Isom (10-019) = 7 poin Atika (10-006) = 7 poin Kemala (10-011) = 7 poin

  12. Encer (Nonviscous) Aliran Stabil (Tidak turbulen) Tak termampatkan (Incompressible) Viskositas mendekati nol Derajat gesekan internal fluida Kecepatan partikel pada suatu titik konstan Selama mengalir kerapatannya konstan v P Persamaankontinyuitas v2 A2 v1 Dx2 A1 Dx1 Debit (Fluks) Muatan kekal : Apabila fluida tak termampatkan : FLUIDA IDEAL Av = konstan

  13. Syarat fluida ideal (Bernoulli) : • Zat cair tanpa adanya geseran dalam (cairan tidak viskous) • Zat cair mengalir secara stasioner (tidak berubah) dalam hal kecepatan, arah maupun besarnya (selalu konstan) • Zat cair mengalir secara steady yaitu melalui lintasan tertentu • Zat cair tidak termampatkan (incompressible) dan mengalir sejumlah cairan yang sama besarnya (kontinuitas) HYDRODINAMIK

  14. Terdiri dari : • Energi tekanan • Energi potensial dan energi kenetik • energi karena gesekan (friction loss Persamaan Bernoulli

  15. P2A2 P1A1 y2 y1 Persamaan Bernoulli v2 v1 Dx2 Dx1 Teorema Usaha - Energi : Usaha total : Perubahan energi kinetik : PERSAMAAN BERNOULLI Perubahan energi potensial :

  16. SIFAT UMUM GAS IDEAL • Aliran fluida dapat merupakan aliran tunak (STEADY ) dan tak tunak (non STEADY) • Aliran fluida dapat termanpatkan (compressibel) dan tak termanfatkan ( non compresibel ) • Aliran fluida dapat berupa aliran kental (viscous) dan tak kental (non vicous) • GARIS ALIR ( Fluida yang mengalir) ada 2 • Aliran garis arus (streamline) • Aliran turbulen FLUIDA DINAMIS

  17. BentukAliranFluida Dalamhalu1dan/atauu2tidak uniform, makaharusdigunakanu1,rata-ratadanu2,rata-rata

  18. A1, v1 A2, v2 2 1 Persamaan Kontinuitas Kekalan massa pada aliran fluida ideal Volume fluida yang melewati permukaan A1 dalam waktu t sama dengan volume melewati permukaanA2: Dalam besaran debit

  19. Air keluar dari ujung pipa dengan diameter 0,8 cm tentukan debit air jikakecepatan air pada suatu titik didalam pipa 6 cm/s. Soal

  20. Air keluardariujungpipadengan diameter 0,8 cm tentukan debit air jikakecepatan air padasuatutitikdidalampipa 6 cm/s. Diket : d = 0,8 cm r = 0,4 cm V= 6 cm Dit : Q = …………… jawab : Q = A.v = Πr2 v = Π (0,4)2 6 = Π 0,16 . 6 = 0,96Π m3/s Soal

  21. Soal A1 A2 Sebushpipadiletakkanmendatar diameter A1 = 4 cm dan A2 = 2 cm, air mengalirdaripipabesarkepipakecildengankecepatan 3 m/s dantekanannya 10 N/m2jikamassajenis air 1000kg/m3 g = 10 m/s2tentukantekanan air padapipakecil

  22. A1 A2 Diket : jawab : d1 = 4 cm, d2 = 2 cm A1. v1 =A2. v2 P1 = 10 N/m2 ΠR2 3 = ΠR2 V2 g = 10 m/s2 v2 = (2. 10-2)2 .3 ρ = 1000 kg/m3+ (10-2)2 V2 = 12 m/s Dit : P2 =……. P1+½ρv12 = P2+ ½ρv22 P2 = 3,25 x 104 Pa Sebushpipadiletakkanmendatar diameter A1 = 4 cm dan A2 = 2 cm, air mengalirdaripipabesarkepipakecildengankecepatan 3 m/s dantekanannya 10 N/m2jikamassajenis air 1000kg/m3 g = 10 m/s2tentukantekanan air padapipakecil

  23. Air mengalir sepanjang pipa horisontal, penampang tidak sama besar. Pada tempat dengan kecepatan air 35 cm/det tekanannya adalah 1 cmHg. Tentukanlah tekanan pada bagian pipa dimana kecepatan aliran airnya 65 cm/det.(g = 980 cm/det2) ! Soal

  24. P1 = 1 cmHg = 1.13,6.980 dyne/cm2P1 = 13328 dyne/cm2 v1 = 35 cm/det; v2 = 65 cm/det Prinsip Bernoulli:P1 + pgy1 + 1/2rv12 = P2 + rgy2 + 1/2rv22 Karena y1 = y2 (pipa horisontal), maka: P1 - P2 = 1/2 r (V22 - V12)P1 - P2 = 1/2 1 (652 352)P1 - P2 = 1/2 3000P1 - P2 = 1500 dyne/cm2 Jadi: P2 = P1 - 1500P2 = 13328 - 1500P2 = 11828 dyne/cmP2 = 0,87 cmHg

  25. Kenapaaliransungaiterdapatperbedaankecepatanaliranpadatitiktengahdenganpinggirsungai ? • Adanyagayagesekantarafluidadandinding Fluida ideal Fluida real AliranViskos

  26. L P1 P2 Viskositas / kekentalandapatdibayangkansebagaigesekanantarasatubagiandenganbagian yang lain dalamfluida. Viskositas

  27. L Viskositas P1 P2 F = gayagesekantaradualapisanzatcair yang mengalir = angkakekentalan = viskositas A= luaspermukaan = kecepatanmengalirsepanjang L

  28. L P1 P2 Debit alir ( volum per detik) • = Viskousitas = 10-3 Pa (air) = 3 – 4 .10-3 Pa (darah) r = jari-jari pembuluh, L = Panjang P = Tekanan, V = Volume, t = Waktu Viskositas

  29. = Viskousitas = 10-3 Pa (air) = 3 – 4 .10-3 Pa (darah) r = jari-jari pembuluh, L = Panjang P = Tekanan, V = Volume, t = Waktu • Debit aliran fluida dipengaruhi oleh tahanan yang tergantung pd: • Panjang pembuluh • Diameter pembuluh • Viskous / kekentalan zat cair (pada darah normal kekentalan 3.5 kali air) • Tekanan Viskositas

More Related