Slide 1

REFERENSI:

INTRODUCTION to FLUID MECHANICS2ND Edition

By: Foc & McDonald

Copyright: 1989

McGraw-Hill Book Company5/26/201411MEKANIKA FLUIDA:Ilmu yang mempelajari perilaku fluida secara makro baik dalam keadaan statis maupun dinamis.

Fluida dalam keadaan statis misalnya: air dalam bak mandi, gas dalam tabungFluida dalam keadaan dinamis misalnya: air mengalir di dalam pipa, gas mengalir di dalam pipa, dll.Fluida ada 2 macam:Zat cair: air, minyak, bensin, solar, dllSifat-sifat utamanya: densitas () konstan.Gas : udara, gas metan, dllSifat-sifat utamanya: densitas () tidak konstan

P = RTP = tekanan absolut = densitasR = konstanta gas idealT = temperatur absolut5/26/2014225/26/20143PERHATIAN !!!:

Hal-hal yang harus dilakukan oleh para mahasiswa di dalam mengerjakan soal-soal mekanika fluida, sbb:

(1).Ubahlah soal terlebih dahulu dari bentuk pernyataan ke dalam bentuk matematis.(2).Apa yang ditanyakan juga harus diubah ke dalam bentuk matematis.(3).Tulis beberapa persamaan dasar yang diperlukan untuk memecahkan masalah.(4).Buatlah beberapa asumsi dasar yang diperlukan agar persoalan menjadi lebih sederhada. (5).Kerjakan secara matematis(6).Cek hasil akhir dengan cara melihat satuannya. Jika satuannya salah, berarti ada kekeliruan dalam pengerjaan secara matematis . Cek dari awal sampai akhir perhitungan secara matematis yang telah dilakukan. Jika satuannya sudah benar, berarti perhitungan tersebut telah benar.BEBERAPA KONSEP DASARAliran Stedi (steady flow):Aliran yang mana sifat-sifat fluida (misalnya: densitas, kecepatan aliran) pada satu garis aliran, dan pada satu titik selamanya konstan tidak berubah terhadap waktu.5/26/20144

Secara matematik: Aliran Stedi dinyatakan sbb:

Garis-garis aliran(stream lines)INLETOUTLET= sifat-sifat aliran (densitas, kecepatan) = densitasV = kecepatan aliran45/26/201452. Aliran Satu DimensiYaitu: suatu aliran yang mana sifat-sifat aliran berubah pada sat u bidang aliran, misalnya pada bidang x-y.. Contoh: aliran air di dalam sebuah pipa sangat panjang dengan luas penampang konstanxyoPipa sangat panjangINLETOUTLETProfil kecepatan (velosity profile) sama dan sebangun D = konstanVolume Atur atau Control Volume (C)

karena arah dA searah dengan arah V karena arah dA berlawanan dengan arah VPermukaan Atur,atau Control Surface (CS)CATATAN: setiap menggambar volume atur, maka pada setiap penampang aliran memiliki vektor dA yang arahnya selalu menuju keluar dari volume atur.5/26/201463. Aliran Dua DimensiYaitu: suatu aliran yang mana sifat-sifat aliran berubah pada dua bidang aliran. Contoh: aliran air di dalam sebuah pipa dengan luas penampang tidak konstanxyoPipa diameter tidak samaINLETOUTLETProfil kecepatan (velosity profile) berbeda d DU1 maksU2 maksu1 maks > u2 maks5/26/20147xyoPipa sangat panjangINLETOUTLETProfil kecepatan (velosity profile) dianggap seragam untuk memudahkan perhitungan D = konstanProfil kecepatan (velosity profile) aktual, riil, kenyataannya5. Aliran Seragam (Uniform Flow)Yaitu: suatu aliran yang mana sifat-sifat aliran dianggap sama (seragam) pada satu penampang aliran. 4. Aliran Tiga DimensiYaitu: suatu aliran yang mana sifat-sifat aliran berubah pada semua bidang aliran (arah x, y, dan z). Contoh: aliran air di sungai.5/26/201486. Fluida Newtonian (Newtonian Fluid)Yaitu: fluida yang mana tegangan geser yang terjadi berbanding seharga dengan kecepatan deformasi, atau fluida yang memenuhi persamaan Newton.Contoh: zat cair, gasBerlaku persamaan:

Dimana: = tegangan geser= viskositas absolut fluida

= Kecepatan deformasi

7. Fluida Non-Newtonian (Non-Newtonian Fluid)Yaitu: fluida yang mana tegangan geser yang terjadi tidak berbanding seharga dengan kecepatan deformasi.Contoh: oli, cat, sirup, aspal cair, pasta gigi, dll u, x, , v, y ,w, zo = arah aliran pada sumbu x u = komponen kecepatan aliran arah sumbu x = arah aliran pada sumbu y v = komponen aliran arah sumbu y= arah aliran pada sumbu z. w = komponen aliran arah sumbu z

5/26/201498. Aliran Laminer (Laminair Flow)Yaitu: suatu aliran yang mempunyai angka Reynold (Reynold Number) < 2300 (aliran dalam pipa). Lintasan partikel aliran menyerupai garis lurus.

dimana:Re = angka Reynold = densitas fluida = viskositas absolut fluida = viskositas kinematik fluidaV = kecepatan aliranD = diameter pipa9. Aliran Turbulen (Turbulent Flow)Yaitu: suatu aliran yang mempunyai angka Reynold (Reynold Number) > 2300 (aliran dalam pipa). Lintasan partikel aliran menyerupai benang kusut.10. Aliran Transisi Yaitu: suatu aliran yang mempunyai angka Reynold (Reynold Number) = 2300 (aliran dalam pipa). Saat akan terjadi perubahan aliran dari laminer ke turbulen atau dari turbulen ke laminer.

Lintasan aliran laminerLintasan aliran turbulen5/26/201410

Viskositas absolut () dan viskositas kinematik () beberapa fluida5/26/20141111. Aliran tak termampatkan dan Termampatkan (Incompressible dan compressible flow)Incompressible flow adalah aliran yang mana perubahan densitasnya sepanjang aliran dapat diabaikan, atau densitas konstan. Misalnya: zat cair. Sedangkan compressible flow adalah aliran yang mana variasi densitasnya sepanjang aliran tidak dapat diabaikan> misalnya: gas.Gas yang mempunyai sifat compressible dapat dianggap sebagai incompressible flow, jika harga Mach Number (M) < 0,3 karena perubahan densitasnya pada M