FLUIDA DINAMIS

A.    Pendahuluan

            Fluida dinamis atau fluida yang dapat bergerak memiliki sifat yang kompleks. Fluida dalam sejumlah situasi dapat dinyatakan melalui model ideal yang relatif sederhana yang di- sebut fluida ideal. Fluida dalam ke adaan bergerak, resultan gaya yang bekerja pada bagian fluida mungkin bernilai nol atau tidak nol., bergantung apakah fluida tersebut bergerak dengan kelajuan konstan atau berubah.

B.     Pembahasan       

1.      Fluida Ideal

            Fluida ideal adalah suatu model ideal, namun ini sangat bermanfaat untuk mendapatkan perkiraan awal tentang sifat-sifat aliran fluida. Cirri-ciri umum fluida ideal adalah :

a.   tak termampatkan (tidak kompresibel), artinya bahwa fluida ideal tidak akan mengalami perubahan volume (atau masa jenis) ketika mendapatkan pengaruh tekanan.

b.   tidak kental (non-viskos), artinya fluida ideal tidak akan mengalami geskan antara lapisan fluida satu dengan lapisan fluida lain maupun dengan dinding saluran akibat gejala viskositas.

c.   alirannya tidak bergolak (non-turbulen), artinya fluida ideal memiliki aliran garis arus (streamline) sehingga tidak ada elemen fluida yang memiliki kecepatan sudut tertentu.

d.   alirannya tidak bergantung waktu (tunak), artinya kecepatan fluida ideal di setiap titik tertentu adalah konstan, namun kecepatan fluida pada dua titik yang berbeda boleh saja tidak sama. Pada aliran tunak, garis-arus (lintasan yang dilalui aliran fluida) pada suatu penampang tampak berlapis-lapis, sehingga aliran tunak juga disebut aliran laminer (berlapis)

2.      Persamaan Kontinuitas

                           Fluida ideal bergerak atau mengalir di dalam suatu pipa, maka massa fluida yang masuk ke dalam pipa akan sama dengan yang keluar dari pipa selama selang waktu tertentu. Bila terjadi penambahan atau pengurangan massa pada bagian dalam pipa, bararti telah terjadi pemampatan atau perenggangan fluida.

                  Debit adalah banyaknya zat cair yang mengalir melalui tiap satu satuan waktu. Rumus debit dinyatakan :

	Q = A.v

 

        

                   

Dengan : Q = debit (M³/s)

                     A = luas penampang (m²)

                     V = kecepatan (m/s)

Debit yang melalui dua buah penampangyang berbeda besarbya konstan.

A.v = konstan

	A1.v1 = A2.v2

 

3.      Asas Bernouli

                                    Asas Bernouli berbunyi, bahwa semakin besar kecepatan fluida, semakinkecil tekanannya begitu sebaliknya semakin kecil kecepatan fluida, semakin besar tekanannya. Dari Daniel Bernouli.

     

·         Persamaan Bernouli

                  Persamaan bernouli dinyatakan dalam

	P+ ρ g h + ½ ρ v² = konstan

 

atau,

P1 + ρg.h1 + ½ ρv1² = P2 + ρg.h2 + ½ ρv2²

            4.   Untuk Pipa Mendatar

P + ½ ρv² = C

P1 + ½ ρv1² = P2 + ½ ρv2²

P1- P2 = ½ ρv2² - ½ ρv1²

∆P = ½ ρ (v2²- v1²)

a.   Pipa Venturi

      ∆P = ½ ρ (vB²- vA²)

b.      Pipa Pitot

      P1 + ½ ρv1² = P2 + ½ ρv2²

      V2 = 0

      ½ ρgas v1² = P2 .  P1

c.       Kecepatan Kebocoran

                        v= √2 g (h1 - h2)

X = 2√ h2 (h1 - h2)

                        v  =  kecepatan air pada lubang kebocoran (msˉ¹)

      X =  jauh air memancar (m)

      h1  =  tinggi permukaan air dari dasar (m)

      h2 =  tinggi lubang kebocoran dari dasar (m)

      g  =  percepatan gravitasi bumi(mˉ²)

d.   Gaya angkat pesawat terbang

      va  =  kecepatan udara di atas sayap

                        vb =  kecepatan udara di bawah sayap

      Kecepatan angin di atas sayap > kecepatan angin di bawah sayap

      Kecepatan udara di atas sayap < tekanan udara di bawah sayap

       ∆P = ½ ρudara (vB²- vA²)

      Gaya angkat F = ∆ P . A

                           F = ½ ρudara (vB²- vA²) . A

        

         5.      Hukum Stokes

Fs + 6 π η r v

        

                  Fs = gaya gesekan (N)

                  η   = koefisien viscositas (Ns/m²)

                  r    = jari-jari bola (m)

                  v    = kelajuan bola (m/s)                                             Fs   FA  

         Bunyi Hukum Stokes

         Semakin cepat gerakan, gaya gesek semakin besar

         Suatu saat benda seimbang Fs + FA = w                                w

         Saat itu kecepatan bola maks dan gerak bola lurus beraturan

         Jadi gerakan bola dalam fluida dipercepat kemudian beraturan