FLUIDA. PENDAHULUAN Berdasarkan wujudnya materi di bedakan menjadi 3 : padat, cair dan gas. Benda padat : memiliki sifat mempertahankan bentuk dan ukuran.

Presentasi berjudul: "FLUIDA. PENDAHULUAN Berdasarkan wujudnya materi di bedakan menjadi 3 : padat, cair dan gas. Benda padat : memiliki sifat mempertahankan bentuk dan ukuran."— Transcript presentasi:

1 FLUIDA

2 PENDAHULUAN Berdasarkan wujudnya materi di bedakan menjadi 3 : padat, cair dan gas. Benda padat : memiliki sifat mempertahankan bentuk dan ukuran yang tetap. Jika gaya bekerja pada benda padat, benda tersebut tidak langsung berubah bentuk atau volumenya. Benda cair : tidak mempertahankan bentuk tetap, melainkan mengambil bentuk seperti tempat yang di tempatinya, dengan volume yang tetap. Gas : tidak memiliki bentuk dan volume tetap melainkan akan terus berubah dan menyebar memenuhi tempatnya. Karena benda cair dan gas tidak mempertahankan suatu bentuk yang tetap, keduanya mempunyai kemampuan untuk mengalir. Dengan demikian kedua – duanya sering secara kolektif disebut sebagai fluida.

3 PENGERTIAN FLUIDA Zat memiliki kemampuan untuk mengalir disebut dengan zat cair/zat alir atau fluida. Fluida dibedakan menjadi : 1Fluida statik 2Fluida dinamik

4 Suatu fluida akan mengalir ketika ada sebuah gaya yang diterima oleh fluida tersebut. Gaya per satuan luas diartikan sebagai tekanan (stress) Ketika ada gaya yang bekerja tegak lurus terhadap permukaan fluida, disebut normal stress, atau yang lebih umum disebut tekanan. Ketika gaya yang bekerja sejajar dengan permukaan fluida, disebut tegangan geser (shear stress). Ketika tegangan geser diberikan ke fluida yang terjadi adalah aliran fluida (fluida mengalir)

5

6 Untuk mengerti aliran fluida maka harus engetahui beberapa sifat dasar fluida yaitu : 1)Densitas (Massa jenis) Ukuran kerapatan/kepadatan (density) ρ suatu zat disebut massa jenis, yang massa per satuan volume. Sifat ini ditentukan dengan cara menghitung perbandingan massa zat yang terkandung dalam suatu bagian tertentu terhadap volume bagian tersebut. Ket : v = volume fluida (m 3 ) m = massa fluida (kg) ρ= rapat massa/massa jenis (kg)

7 2)Volume jenis (v) Volume yang ditempati oleh sebuah satuan massa zat dan karena itu merupakan kebalikan dari kerapatan. 3)Berat jenis (γ) gaya gravitasi terhadap massa yang terkandung dalam sebuah satuan volume zat, maka:

8 4)Spesific gravity (s.g) sifat yang digunakan untuk memperbandingkan kerapatan suatu zat dengan kerapatan air. Ket : s.g = spesifik grafity ρ = rapat massa (kg/m3) ρ w = kerapatan air (kg/m3)

9 5)Laju aliran massa m= laju aliran massa (kg/s) V = kecepatan aliran fluida (m/s) v= volume jenis (m/kg) A= Luas penampang pipa (m 2 )

10 6)Laju aliran volume fluida yang dikeluarkan tiap detiknya. Laju aliran dapat diketahui dengan menggunakan persamaan berikut: Q = v. A Ket : Q = debit aliran (m3/s) v= kecepatan aliran (m/s) Laju aliran melalui sebuah pipa dengan luas penampang A 1 dan A 2 harus sama, dengan demikian: ρ 1. A 1. v 1 = ρ 2. A 2. v 2

11 disebut persamaan kontinuitas. Jika ρ 1 = ρ 2, maka persamaan kontinuitas menjadi : A1. V1 = A2. V2

12 7)Viskositas merupakan ukuran ketahanan sebuah fluida terhadap deformasi atau perubahan-perubahan bentuk. Deformasi dapat berupa tekanan ataupun tegangan Contoh : Air memiliki viskositas yang lebih rendah dibanding madu. Semakin kecil viskositas suatu fluida, maka semakin besar pergerakan fluida tersebut (semakin mudah mengalir)

13

14 Viskositas dibagi menjadi dua yaitu: 1Viskositas dinamik atau absolute viscosity yaitu sifat fluida yang menghubungkan tegangan geser dengan gerakan fluida Ket : μ = viskositas dinamik (kg/m.s) τ = tegangan geser (N/m 2 ) du/dy = gradien kecepatan [(m/s)/m]

15 2Viskositas kinematik Yaitu perbandingan antara viskositas dinamik dengan kerapatan fluida. Ket : υ = viskositas kinematik (m 2 /s) μ = viskositas dinamik (kg/m.s) ρ = kerapatan fluida (kg/m 3 )

16 8)Tekanan Apabila gaya sebesar F bekerja secara gerak lurus dan merat pada permukaan bidang seluas A tekanan pada permukaan itu dapat dirumuskan sebagai berikut : Ket : P : tekanan F : gaya (N) A : luas (m2)

17 Satuan tekanan dalam SI adalah Nm 2 atau disebut juga pascal, disingkat Pa. Untuk tekanan udara kadang-kadang masih dapat digunakan satuan atmosfer (atm), cm raksa (cmHg) atau milibar (mb).

18 9)Tekanan Hidrostatik Besarnya gaya tekan zat cair yang dialami oleh alas bejana tiap satuan luas disebut tekanan hidrostatik. Gambar 1

19 Keterangan : Ph = Tekanan hidrostatik (N/m 2 ) ρ= massa jenis zat cair (kg/m 3 ) g= percepatan gravitasi (m/s 2 ) h= tinggi zat cair (m) Jika pada atmosfer di permukaan zat cair itu adalah Po mka tekanan mutlak tempat atau titik yang berada pada kedalaman h adalah :

20 10)Kompressibility Perubahan volume karena perubahan tekanan, yang ditunjukkan oleh perbandingan antara perubahan tekanan dan perubahan volume terhadap volume awal. Fluida dapat dibedakan menjadi compressible fluid dan incompressible fluid. Secara umum cairan bersifat compressible fluid, sedangkan gas bersifat incompressible fluid. Kemampuan suatu fluida untuk bisa dikompresi biasanya dinyatakan dalam bulk compressibility modulus.

21 ALIRAN FLUIDA Klasifikasi Airan Secara garis besar jenis aliran dapat (Olson, 1990): 1)Aliran Tunak (steady) : Suatu aliran dimana kecepatannya tidak terpengaruh oleh perubahan waktu sehingga kecepatan konstan pada setiap titik. 2)Aliran Tidak Tunak (unsteady) : Suatu aliran dimana terjadi perubahan kecepatan terhadap waktu.

22 Tipe-Tipe Aliran 1)Aliran Laminer didefinisikan sebagai aliran dengan fluida yang bergerak dalam lapisan–lapisan atau lamina– lamina dengan satu lapisan meluncur secara lancar..

23 2Aliran Transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminer ke aliran turbulen. Keadaan peralihan ini tergantung pada viskositas fluida, kecepatan dan lain-lain yang menyangkut geometri aliran.

24 3Aliran Turbulen Didefinisikan sebagai aliran yang dimana pergerakan dari partikel-partikel fluida sangat tidak menentu karena mengalami percampuran serta putaran partikel a mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian fluida ke bagian fluida yang lain dalam skala yang besar antar lapisan, yang

25 Bilangan Reynolds Bilangan yang tak berdimensi yang dapat membedakan suatu aliran dinamakan laminer, transisi dan turbulen. v = kecepatan fluida (m/s) D = diameter dalam pipa (m) ρ = rapat massa fluida (kg/m 3 ) μ = viskositas dinamik fluida (kg/ms) atau (N.s/m 2 ) Aliran Laminer = Re < 2300 Aliran Transisi = 2300 < Re < 4000 Aliran Turbulen = Re > 4000

26 TERIMA KASIH