Mekanika Fluida

Posted on

Mekanika fluida adalah ilmu mekanika dari zat cair dan gas yang didasarkan pada prinsip yang sama dengan prinsip yang dipakai pada zat padat aliran zat cair di dalam pipa dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu aliran laminar dan aliran turbulen. Aliran laminar adalah aliran yang bergerak dalam lapisan-lapisan atau lamina-lamina, tukar menukar momentum secara molekuler saja. Aliran turbulen mempunyai gerakan partikel-partikel fluida yang sangat tidak menentu, dengan saling tukar menukar momentum dalam arah melintang.

Untuk menyatakan gerak fluida adalah dengan mengikuti gerak partikel didalam fluida. Kecepatan dari tiap partikel fluida pada satu titik tertentu adalah tetap, disebutkan bahwa aliran bersifat tunak, pada suatu titik tertentu tiap partikel fluida akan mempunyai kecepatan sama baik, besar, maupun arahnya. Pada titik yang lain suatu partikel mungkin mempunyai kecepatan yang berbeda aliran tunak seperti ini terjadi pada aliran yang pelan, kecepatan yang berubah dari titik ke titik disebut aliran turbulen.

Aliran laminar tidak dapat dianggap tanpa pusaran sama sekali, tetapi aliran laminar mempunyai gerak translasi dan rotasi pada bagian pusatnya dan kecepatan sudutnya merupakan harga yang rill. Gerak fluida didalam suatu pipa aliran haruslah sejajar dengan dinding tabung, meskipun besar kecepatan fluida dapat berbeda dari satu titik ke titik lain didalam pipa. Jika jarak antar garis-garis arus adalah kecil, maka kecepatan fluida haruslah besar. Tempat dengan garis-garis yang renggang tekanannya akan lebih besar dari pada tempat dengan garis arus yang rapat. Sifat pokok aliran serta posisi relarifnya ditunjukkan oleh bilangan reynold.

Persamaan yang lebih umum, yang memperhitungkan viskositas telah dikembangkan dengan menyertakan tegangan geser. Berdasarkan data eksperimen kita mendapatkan bahwa ada 4 faktor yang menentukan apakah suatu aliran bersifat laminar atau turbulen. Kombinasi dari empat factor ini disebut bilangan Reynold, NR dan didefinisikan dari: NR = dengan ρ adalah rapat massa fluida, v kecepatan rata-ratanya, η viskositas, dan D adalah garis tengah pipa.

Bilangan reynold adalah bilangan tanpa dimensi, sehingga harganya tidak tergantung pada sistem satuan yang dipakai. Hasil-hasil eksperimen menunjukkan bahwa jika suatu aliran harga bilangan reynold adalah antara 0 dan 2000, maka aliran tersebut bersifat laminar, sedangkan diatas 3000 aliran bersifat turbulen. Untuk bilangan reynold antara 2000 dan 3000 terdapat daerah transisi, aliran dapat berubah keadaan dari laminar menjadi turbulen, atau sebaliknya.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *