(4) Dinamika Fluida

8/19/2019 (4) Dinamika Fluida

1/21

Dinamika Fluida mempelajari sifat-sifat fluida dalamkeadaan bergerak F = c atau = c,v = c,dan a = c.σ


2/21

Energi dan Head

Energi didefnisikan sebagai kemampuan untuk

melakukan kerja

Kerja adalah hasil penerapan gaya berdasarkan jarak dan umumnya didefnisikan perkalian gayadengan jarak lintasan gaya tersebut

Satuan energi dan kerja oot-pounds (t-lb) ataunewton-meter (N-m) ! N-m " ! joule (#)

Kon$ersi satuan untuk energi dan kerja adalah ! t-lb " !%&' N-m " !%&' # atau ! # " ! N-m " %*&*t-lb

+ergerakan ,uida merupakan energi

asalah aliran ,uida dapat dipandang dalam &(tiga) bentuk energi% yaitu . energi potensial/+E 0(1)% energi kinetik/KE 0 ($)% dan energi tekanan/2E 0

(+)


3/21

+andang elemen ,uida dalam saluran tertutup

Elemen ,uida ditempatkan dengan jarak 1 di atasbidang datum

Elemen ,uida tersebut mempunyai ke3epatan ($)dan tekanan (+)

Energi potensial (+E) merupakan energi yangdisebabkan oleh adanya elemen ,uida di atas

bidang datumEnergi potensial (+E) ditentukan besarnya dengan

mengalikan antara berat (4) ,uida dengan jarakelemen di atas bidang datum (1)

Energi kinetik (KE) merupakan energi disebabkanoleh adanya ke3epatan bergerak dari ,uida tersebut

z W E P =


4/21


5/21

6ambar Elemen 2luida


6/21

Energi tekanan (2E) atau energi aliranmerupakan kerja yang membutuhkan gayauntuk menggerakkan elemen ,uida pada jarak

tertentu untuk melawan tekanan yang terjadi Energi tekanan (2E) dapat die$aluasi dengan

menentukan kerja yang dilakukan dalammenggerakkan ,uida pada jarak tertentu samadengan panjang segmen (d)

6aya yang menyebabkan kerja adalahperkalian tekanan (+) dengan luas penampangsegmen (7)

7 8 d merupakan elemen $olume yang dapatdiganti dengan

d A P E F =

γ W

γ

W P E F =


7/21

9otal energi (E) " +E : KE : 2E

Satuan total energi dapat dinyatakan oot-pounds atau newton-meters

;alam mekanika ,uida kerja dan energi dapatdinyatakan sebagai H (Head) yaitu energi perunit berat ,uida yang dinyatakan denganoot-pounds per pound ,uida atau newton-meters per newton ,uida atau eet dan meter

γ

W P

g

vW z W E ++=

2

2

1

γ

P

g

v z H ++=

2

2


8/21

;imana .

tekananhead

P

kecepahead g

v

ketinggianhead z

γ

tan2

2


9/21

Soal-soal % lb/in5 Ketinggianpipa di atas datum !% t (5 lb/t&?


10/21

5 ;iameter pipa hisap dari pompa sebesar !mm (


11/21

+ower

+ower merupakan laju untuk melakukan kerja

Satuan power adalah oot-pounds per se3ond(t-lb/s) atau horsepower (hp) dimana ! hp "'' t-lb/s atau newton-meters per se3ond (N-m/s) ! N-m/s " ! watt (4) dan ! N-m/s (!

kN-m/s) atau ! kilowatt (k4)Kon$ersi power

! t-lb/s " !%&' 4 atau ! 4 " %*&* t-lb/s

! hp " *>'%* 4 atau ! 4 " %!&>! hp


12/21

;imana .

)(sec/sec

/

/

sec/sec

wattsond per metersnewtonond per pounds foot dalam P

meter feet dalam H

meter cubic per newtons foot cubic per pound dalam

ond per meter cubicond per feet cubicdalamQ

−−

γ


13/21

Soal-soal


14/21

Kehilangan 2riksi dankehilangan inor

Kehilangan riksi (ri3tion losses) adalah pengeluaran energiuntuk menghasilkan tahanan ,uida yang disebabkan oleh

gerakan ,uidaKehilangan riksi dapat disebabkan oleh tahanan yang

dihasilkan (gosokan% gulungan% dorongan) pada saat ,uidabergerak

Kehilangan riksi juga dapat terjadi akibat adanya perubahan

aliran yang disebut kehilangan minor (minor losses)Kehilangan minor dapat disebabkan oleh penge3ilan

(3ontra3tions) dan atau pembesaran (enlargements) pipa%katup ($al$es)% sambungan (fttings)% dan belokan (bends)

Satuan kehilangan riksi dan minor adalah oot-pounds

energi per pound (t-lb/lb atau newton-meters energi pernewton (N-m/N)

Se3ara matematik satuannya adalah eet atau meter yangdisebut dengan @headA

Kombinasi kehilangan riksi (h ) dan kehilangan minor (hm)

disebut head loss (h


15/21

+ersamaan BernoulliCs+ada aliran mantap (steady) maka total energi pada

suatu titik akan sama dengan total energi pada titik

lain berdasarkan pada lintasan alirannya (kekekalanenergi) .

+! dan +5 adalah tekanan pada titik satu dan titik dua

adalah berat spesifk ,uida$! dan $5 adalah ke3epatan pada titik satu dan titik

dua

g adalah per3epatan gra$itasi

1! dan 15 adalah ketinggian titik satu dan titik dua

2

2

22

1

2

11

22

z g

v P z

g

v P ++=++

γ γ

γ


16/21

6ambar Disualisasi 9otal Energi


17/21

+ersamaan di atas merupakan pernyataan matematikdari +rinsip Konser$asi Energi yang diterapkan padaaliran ,uida

Konsep ini dinamakan +ersamaan BernoulliCs yang telah

dikembangkannya sejak 5' tahun yang lalu #ika kehilingan head (h


18/21

Soal-soal


19/21

5 +ipa hori1ontal dilekatkan pada reser$oirseperti pada 6ambar di bawah ini +ermukaanair pada reser$oir !' t di atas pipa

hori1ontal 9otal kehilangan head antarapermukaan air dalam reser$oir dan jet padaujung pipa % t 9entukan ke3epatan dan lajualiran air dari pipa?


20/21

& +ipa siphon berdiameter ' mm mengalirkanminyak dengan S6 " %=5 dari sebuah reser$oir(


21/21

> 7ir mengalir dari pipa ke no1el

Documents

(4) Dinamika Fluida