Mekanika Fluida Lanjut Jurusan Teknik Mesin UNIMAL AJI BAGUS PRASETIO 120120010

Auxiliary Properties Kompresibilitas Fluida dapat dibedakan: Fluida kompresibel (compressible fluid ) yaitu : fluida yang dapat dimampatkan Contoh: fluida dalam fasa gas, misal: udara, gas O2, gas N2, dll) Fluida inkompresibel (incompressible fluid ) yaitu : fluida yang tidak dapat dimampatkan Contoh: fluida dalam fasa cair, misal: air, minyak, oli, dll)

Cairan dianggap sebagai fluida inkompresibel akan tetapi, pada kondisi tertentu (mendapat tekanan yang sangat besar sekali), cairan memungkinkan dapat mampat walaupun sangat kecil.  Secara umum, pada dasarnya semua fluida dapat dimampatkan (ρ dapat berubah) tergantung pada tingkat kekompresibilitasnya.  Tingkat kompresibilitas suatu fluida dinyatakan oleh sifat “Bulk Modulus of Elasticity”.

Sebagai ilustrasi F A ΔV V V1 “fluida”

Untuk cairan sering diasumsikan = 0 Bulk Modulus of Elasticity: Semakin tinggi nilai Ev maka fluida semakin sulit untuk dikompresi (kompresibilitasnya rendah) Untuk cairan sering diasumsikan = 0 (“fluida inkompresibel”)

Untuk gas dimana, p = p(ρ,T)  sehingga, misal gas ideal, persamaan keadaan

proses isothermal dimana T=konstan

proses adiabatik

Bulk modulus of Elasticity Untuk tujuan praktis Fluida dalam fase cair (liquid) dianggap sebagai fluida inkompresibel, misal; pada tekanan 1 atm (sea-level condition) kompresibilitas udara ＝20000xkompresibilitas air Bulk modulus of Elasticity Dapat digunakan untuk mencari kecepatan bunyi/suara dalam suatu medium

Jika mediumnya adalah gas ideal (gelombang bunyi dirambatkan secara isentropis)

Viskositas (Viscosity)  ukuran dari tahanan fluida terhadap perubahan bentuk (deformasi) atau aliran

Ilustrasi: M M’ P P’ N O y x δℓ Force, δFx Velocity, δu δϕ saat t δy saat t+δt Fluida N O y δx x

pada saat t  posisi elemen fluida MNOP. Plat atas digerakkan dengan gaya δFx dan kecepatan δu. pada saat t  posisi elemen fluida MNOP. pada saat t+δt  posisi elemen fluida M’NOP’. Tegangan geser yang bekerja pada elemen fluida, dimana, δAy = luas elemen fluida yang kontak dengan plat = tegangan geser ┴ pada bidang y dan sejajar dengan sumbu x

Laju deformasi “ untuk sudut δϕ yang kecil” dimana, sehingga, dengan limit, rate of deformation rate of strain (gradien kecepatan)