hidrodinamika - Universitas Mercu Buana

1
HIDRODINAMIKA
Aliran
Berdasarkan cara gerak partikel zat cair aliran dapat dibedakan menjadi 2
macam, yaitu :
1. Aliran Laminair, yaitu suatu aliran yang seakan-akan setiap partikel dari zat cair
yang mengalir, bergerak sendiri-sendiri. Aliran semacam ini biasa terjadi pada
suatu aliran dengan kecepatan yang sangat kecil (misal aliran air dalam tanah).
2. Aliran Turbulen, yaitu suatu aliran yang seakan-akan setiap partikel dari zat cair
yang mengalir saling bercampuran (bertumbukan)
Sedangkan berdasarkan cara pengalirannya, aliran dapat digolongkan sebagai
berikut :
1. Pengaliran Tetap (steady flow)
Suatu aliran dimana pada suatu titik tertentu besarnya tekanan dan kecepatan
tidak berubah dengan waktu :
p = f1 (x,y,z)
V = f2 (x,y,z)
dp/dt = 0
dv/dt = 0
2. Pengaliran Tidak Tetap (unsteady flow)
Suatu pengaliran dimana pada suatu titik tertentu besarnya tekanan dan
kecepatan selalu berubah dengan waktu.
p = f1 (x,y,z,t)
V = f2 (x,y,z,t)
dp/dt ≠ 0
dv/dt ≠ 0
misalnya : pengaliran pada sebuah lubang pada dinding bejana (volume air
makin lama makin sedikit).
Pada pengaliran ini, tekanan dan kecepatan akan selalu berubah setiap waktu
tergantung terhadap permukaan air yang makin lama elevasinya makin rendah.
Beberapa istilah dalam hidrodinamika
http://www.mercubuana.ac.id
3
Satuan daya :
-
t.m/detik
-
1 kw = 1/g t.m/detik
-
1 hp = 75 kg.m/detik
Untuk menentukan daya motor pompa harus diperhitungkan bahwa daya motor pompa
yang tersedia tidak digunakan seluruhnya, hal ini dapat dimengerti karena ada tenaga
yang hilang.
 = Do / Di
 = efisiensi motor, besarnya antara 0,8 – 0,9
Do = D.output : daya yang dapat dimanfaatkan
Di = D.input : daya yang tersedia
Turbin Air
Adalah suatu mesin yang dipergunakan untuk mengambil tenaga air dirubah
menjadi tenaga listrik. Disini turbin hanya berfungsi untuk merubah tenaga air menjadi
tenaga mekanis; sedang tenaga mekanis ini dirubah menjadi tenaga listrik oleh
generator.
Persamaan Bernoulli titik 1 dan 2 :
H = h + ht -------------
ht = H – h
Daya yang diberikan air :
Di = Q. .ht
Daya yang dapat dimanfaatkan : Do =.Q. .ht
http://www.mercubuana.ac.id
5
bagaimana jika lintasan benda tidak vertikal keatas tetapi miring ?, untuk
memudahkannya, kita misalkan pengangkatan benda melalui lintasan lurus dari A ke
B. Dari persamaan usaha, diketahui untuk memindahkan benda sebesar :
W = F . s . cos
karena F = w = m . g maka
W = m . g . s . cos
energi potensial gravitasi yang dimiliki suatu benda jika di tinjau terhadap kedudukan
tertentu hanya tergantung pada selisih tinggi kedudukan yang dimaksud.
Dalam suatu usaha yang dilakuakan oleh gaya berat sebuah benda sama dengan
pengurangan energi potensialnya
Dari pernyataan diatas dapat di rumuskan :
W = - ( Ep2 – Ep1 )
W=- ∆ E
Dalam hal ini ada 3 kemungkinan harga W sebagai berikut :
1) W > 0 (positif), Ep > 0 (negatif), berarti usaha sama dengan pengurangan energi
potensial.
2) W < 0 (negatif), Ep > 0 (positif), berarti usaha sama dengan pertambahan energi
potensial
3) W = 0, ∆Ep = 0, berarti energi potensial benda tetap. Hal itu dapat terjadi jika
perpindahan benda dalam satu bidang horizontal.
CONTOH :
Sebuah kereta dinamika yang masanya 1 Kg dilepaskan dari puncak bidang miring
yang licin dengan kemiringan 30°. Jika panjang bidang miring itu 5 m dan g = 10 m/s²,
berapa selisih energi potensial kereta pada puncak dan dasar pada bidang miring ?
Selisih energi potensial di P dan Q
∆Ep = Epp − EpQ
Dengan mengambil acuan titik Q maka :
hQ = 0
hp = PQ . sin 30°
= 5 . 0,5 = 2,5 m
Ep = m . g . hp – m . g . hQ
http://www.mercubuana.ac.id