Mekanika Fluida Dosen : Fani Yayuk Supomo, ST., MT Pertemuan 1

Pengenalan Fluida dan Paramater Fisik Definisi Fluida Suatu zat yang mempunyai kemampuan ber-ubah secara kontinu apabila mengalami geseran atau mempunyai reaksi terhadap tegangan geser sekecil apapun. Jenis Fluida Fluida terbagi dua yaitu : a. Gas : tidak mempunyai permukaan bebas, dan massa nya selalu berkembang mengisi seluruh volume ruangan serta dapat dimampatkan b. Cairan : mempunyai permukaan bebas dan massa nya akan mengisi ruangan sesuai dengan volumenya serta tidak termampatkan.

Pengenalan Fluida dan Paramater Fisik Parameter Fluida 1. Densitas (Rapat Jenis) ρ yaitu, ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan dinyatakan dalam massa per satuan volume. dengan, ρ = rapat jenis (kg/m3) m = massa (kg) V = volume (m3) Hubungan antara densitas dengan berat jenis, , (N/m3), sedangkan rapat relatif : kerapatan air pada tekanan standart 700 mm Hg dan temperatur 40C = 1000 kg/m3

Pengenalan Fluida dan Paramater Fisik 2. Viskositas merupakan ukuran ketahanan fluida terhadap deformasi atau perubahan bentuk. Viskositas dipengaruhi oleh temperatur, tekanan kohesi dan laju perpindahan momentum molekularnya. Viskositas/kekentalan fluida merupakan sifat cairan yang menentukan besarnya perlawanan terhadap gaya geser. dimana : τ = tegangan geser (N/m2) µ = kekentalan dinamik (Nd/m2) Dalam beberapa masalah mengenai gerak cat cair, kekentalan absolut dihub dengan rapat massa (rapat jenis) dalam bentuk : dimana ; v = kekentalan kinematik (m2/d)

Pengenalan Fluida dan Paramater Fisik 3. Kompresibilitas (kemampatan) yaitu, perubahan (pengecilan) volume krn adanya perubahan (penambahan) tekanan, yang ditunjukan oleh perbandingan antara perubahan tekanan dan perubahan volume terhadap volume awal. Perbandingan tersebut, dikenal dengan Modulus Elastisitas, dengan rumus : satuan K = N/m2 atau

Pengenalan Fluida dan Paramater Fisik Jenis Aliran Fluida 1. Aliran Laminer Aliran dengan fluida yang bergerak dalam lapisan – lapisan, atau lamina–lamina dengan satu lapisan meluncur secara lancar . Dalam aliran laminar ini viskositas berfungsi untuk meredam kecendrungan terjadinya gerakan relatif antara lapisan. Sehingga aliran laminar memenuhi hukum viskositas Newton. 2. Aliran Turbulen Aliran dimana pergerakan dari partikel – partikel fluida sangat tidak menentu karena mengalami percampuran serta putaran partikel antar lapisan, yang mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian fluida kebagian fluida yang lain dalam skala yang besar. Dalam keadaan aliran turbulen maka turbulensi yang terjadi membangkitkan tegangan geser yang merata diseluruh fluida sehingga menghasilkan kerugian – kerugian aliran.

Pengenalan Fluida dan Paramater Fisik 3. Aliran transisi Aliran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminar ke aliran turbulen. Aliran-aliran fluida tersebut, ditentukan berdasarkan Bilangan Reynolds, dengan konsep dasar : dimana ; V = kecepatan rata-rata fluida (m/d) D = diameter dalam pipa (m) ρ = rapat jenis fluida (kg/m3) µ = viskositas dinamik (Nd/m2)

Pengenalan Fluida dan Paramater Fisik Standart Bilangan Reynolds : Re < 2300 = aliran laminer 2300 < Re < 4000 = aliran transisi ( bilangan Reynolds kritis) Re > 4000 = aliran turbulen

Pengenalan Statika Fluida (Hidrostatik) Hidrosatika adalah ilmu yang mempelajari perilaku zat cair dalam keadaan diam. Konsep Tekanan Tekanan : jumlah gaya tiap satuan luas dimana ; p = tekanan (N/m2) F = Gaya (N) A = Luas (m2)

Pengenalan Statika Fluida (Hidrostatik) Barometer Alat untuk mengukur tekanan udara menggunakan cairan mercuri / Hg dengan massa jenis 13.6 gr/cc Ketika mengukur di pantai, maka tinggi cairan barometer adalah 76 cm dengan percepatan gravitasi 9.8 m/s2 P =  g h = 13600 kg/m3 x 9.8 m/s2 x 0.76 m P = 101.3 kPa = 1 Atm P = P atmosphere + P gauge 1 Atm = 101.3 kPa = 76 cmHg = 760 Torr

Pengenalan Statika Fluida (Hidrostatik) Perinsip Pascal : Tekanan yang diberikan pada suatu cairan yang tertutup akan diteruskan tanpa berkurang ke segala titik dalam fluida dan ke dinding bejana (Blaise Pascal 1623-1662) Tekanan adalah sama di setiap titik pada kedalaman yang sama