Mekanika Fluida - Official Site of FANI YAYUK SUPOMO, ST., MT

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 :
a. Re < 2300
= aliran laminer
b. 2300 < Re < 4000
= aliran transisi ( bilangan Reynolds kritis)
c. 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)
h
F = Gaya (N)
A = Luas (m2)
F
Pr essure  P 
A
mg Vg
V
P

 g  gh
A
A
A
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