Materi Kuliah Mekanika Fluida tanggal 11/04/2012

Materi yang disampaikan adalah mengenai:
1. Definisi Dimensi, Sistem dan Satuan.
2. Teori Transport Reynolds
3. Aliran Fluida

1. Definisi Dimensi, Sistem dan Satuan

Dimensi
Merupakan sebuah ukuran yang dengannya bisa ditentukan secara kuantitatif besaran-besaran fisika yang ada seperti : M untuk massa, L untuk panjang, dan T untuk waktu.

Sistem
Ada dua penjelasan mengenai definisi sistem.

1. Sistem mempunyai arti sekumpulan unsur / elemen yang saling berkaitan dan saling mempengaruhi dalam melakukan kegiatan bersama untuk mencapai suatu tujuan.
2. Sistem juga dapat diartikan sebagai daerah yang menjadi fokus pengamatan yang bergerak dengan fluida. Maka jelas bahwa sistem merupakan bagian dari fluida.

Satuan

Satuan didefinisikan sebagai pembanding dalam suatu pengukuran besaran. Setiap besaran mempunyai satuan masing-masing, tidak mungkin dalam 2 besaran yang berbeda mempunyai satuan yang sama. Apa bila ada dua besaran berbeda kemudian mempunyai satuan sama maka besaran itu pada hakekatnya adalah sama. Sebagai contoh Gaya (F) mempunyai satuan Newton dan Berat (w) mempunyai satuan Newton. Besaran ini kelihatannya berbeda tetapi sesungguhnya besaran ini sama yaitu besaran turunan dari gaya.

2. Teori Transport Reynolds

Mengapa kita perlu mendefinisikan arti sebuah sistem terlebih dahulu? Itu karena bab yang akan dipelajari akan sangat berhubungan dengan sistem. Ya, Teori Transport Reynold merupakan sebuah penghubung antara gagasan volume atur dengan gagasan sistem. Teorema ini bertujuan untuk mengubah konsep berfikir Lagrangian (mengikuti sistem) kedalam konsep Eulerian (mengamati sesuatu yang terjadi pada volume yang tetap). Dengan persamaan rumus:

Kita dapat menghitung perubahan laju volume atur terhadap waktu dan juga menghitung laju perubahan sifat ekstensif sistem terhadap waktu. Sifat ekstensif ini maksudnya sifat sistem yang tergantung pada massa dari sistem tersebut. Jika kita lambangkan sifat ekstensif ini dengan B, dan m sebagai massa, sedangkan b mewakili besar parameter B setiap satuan massa. maka kita d\memperoleh hubungan B= m x b. Dan karena kita bekerja dalam volume yang tetap maka massa kita rubah menjadi hasil kali dari massa jenis dikalikan dengan volume. Sehingga persamaannya menjadi B= ρVb. jika kita mengintegralkan kedua ruas maka akan mendapatkan rumus untuk menentukan laju perubahan volume atur terhadap waktu sebagai berikut: 

 

3. Aliran Fluida

 

Aliran pada fluida dibagi menjadi dua tipe, yaitu: Laminar dan Turbulen

Laminar

Seperti yang terlihat pada gambar, suatu aliran fluida tergolong laminer jika gerak partikel-partikel fluidanya sejajar dan umumnya aliran tersebut memiliki kecepatan yang rendah. Dalam kisaran bilangan Reynolds aliran fluida tergolong laminar jika nilai Reynoldsnya dibawah 2300. Untuk menghitungnya digunakan rumus ρvD/μ. dimana v adalah kecepatan aliran, ρ adalah massa jenis fluida, D adalah diameter penampang yang dilalui fluida, dan μ yang merupakan nilai kekentalan fluida tersebut.

  

Turbulen

Pada aliran turbulen kecepatan aliran relatif besar, gerak partikel-partikel fluidanya tidak teratur. Tingkat kekentalan dari fluidanyapun biasanya rendah. Suatu aliran Fluida tergolong kedalam aliran turbulen jika bilangan Reynoldsnya menunjukkan angka diatas 40.000.