Hukum Dasar Mekanika Fluida

transcript

KULIAH MEKANIKA FLUIDAHukum Dasar Mekanika FluidaBy : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comBy : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comPersamaan Dalam Aliran FluidaPersamaan-Persamaan Dasar :

Persamaan Kontinuitas (Hk. Kekekalan Massa)Persamaan Gerak/Momentum (Hk. Newton II)Persamaan Energi (Hk. Termodinamika)Persamaan BernaulliBy : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comPersamaan Dalam Aliran FluidaHukum Kekekalan Massa :

Laju aliran massa neto didalam elemen adalah sama dengan laju perubahan massatiap satuan waktu.

By : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comPersamaan Dalam Aliran Fluida

Massa yang masuk melalui titik 1 = V1 . 1 . dA1 Massa yang masuk melalui titik 2 = V2 . 2 . dA2 By : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comPersamaan Dalam Aliran FluidaOleh karena tidak ada massa yang hilang :V1 . 1 . dA1 = V2 . 2 . dA2 Pengintegralan persamaan tersebut meliputi seluruh luas permukaan saluran akan menghasilkan massa yang melalui medan aliran :V1 . 1 . A1 = V2 . 2 . A2

1 = 2 Fluida Incompressible.

V1 . A1 = V2 . A2Atau :Q = A .V = Konstan By : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comPersamaan Dalam Aliran FluidaUntuk semua fluida (gas atau cairan).Untuk semua jenis aliran (laminer atau turbulen).Untuk semua keadaan (steady dan unsteady)Dengan atau tanpa adanya reaksi kimia di dalam aliran tersebut. Persamaan kontinuitas berlaku untuk : By : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comPersamaan Dalam Aliran FluidaPersamaan Momentum :Momentum suatu partikel atau benda : perkalian massa (m) dengan kecepatan (v). Partikel-partikel aliran fluida mempunyai momentum. Oleh karena kecepatan aliran berubah baik dalam besarannya maupun arahnya, maka momentum partikel-partikel fluida juga akan berubah. Menurut hukum Newton II, diperlukan gaya untuk menghasilkan perubahan tersebut yang sebanding dengan besarnya kecepatan perubahan momentum. By : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comPersamaan Dalam Aliran FluidaUntuk menentukan besarnya kecepatan perubahan momentum di dalam aliran fluida, dipandang tabung aliran dengan luas permukaan dA seperti pada gambar berikut :

By : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comPersamaan Dalam Aliran FluidaDalam hal ini dianggap bahwa aliran melalui tabung arus adalah permanen. Momentum melalui tabung aliran dalam waktu dt adalah :

dm.v = . v . dt . v . dAMomentum = . V2 . dA = . A . V2 = . Q . V

Berdasarkan hukum Newton II : F = m . aF = . Q (V2 V1) By : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comPersamaan Dalam Aliran Fluida

Untuk masing-masing komponen (x, y, z) :

FX = P . Q (VX2 . VX1)FY = P . Q (VY2 . VY1)FZ = P . Q (VZ2 . VZ1)Resultan komponen gaya yang bekerja pada fluida :

By : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comPersamaan Dalam Aliran FluidaPersamaan Energi (EULER) :Unsur fluida yang bergerak sepanjang garis aliran

dABy : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comPersamaan Dalam Aliran FluidaAsumsi : 1. Fluida ideal2. Fluida homogen dan incompressible3. Pengaliran bersifat kontiniu dan sepanjang garis arus4. Kecepatan aliran bersifat merata dalam suatu penampang5. Gaya yang bersifat hanya gaya berat dan tekanan. By : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comPersamaan Dalam Aliran Fluida

By : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comPersamaan Dalam Aliran FluidaContoh :Tentukan Laju aliran massa air jika diketahui : volume tanki = 10 galon dan waktu yang diperlukan untuk memenuhi tanki = 50 s.Solusi:

Aliran pada Nozel :By : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comPersamaan Dalam Aliran Fluida

Tekanan Hidrostatis :By : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comPersamaan Dalam Aliran Fluida

By : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comReferensi

Mekanika Fluida, Lembaga Kajian dan Pengembangan Pendidikan, UNHAS, (2011) Makasar, Alfijar, Julian, Mekanika Fluida II, Jurusan Teknik Mesin - FT UNMUS, (...) .....

By : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.comBy : Ranjiv MaulanaEmail : rmaulana.university@gmail.com

Hukum Dasar Mekanika Fluida

Documents