4. Fluida Dinamis

Fluida Dinamis

Fluida Dinamis adalah fluida yang bergerak, dengan ciri ciri sebagai berikut :

1. Fluida dianggap tidak kompresibel

2. Fluida dianggap bergerak tanpa gesekan walaupun ada gerakan materi (tidak mempunyai kekentalan )

3. Alira fluida adalah aliran stasioner, yaitu kecepatan dan arah gerak partikel fluida melalui suatu titik tertentu selalu tetap

4. Tak tergantung waktu (tunak) artinya kecepatannya konstan pada titik tertentu dan membentuk aliran laminer

Jenis Aliran Fluida

• aliran laminer, yaitu aliran fluida dalam pipa sejajar dengan dinding pipa tanpa adanya komponen radial

• aliran turbulen, yaitu aliran dalam pipa tidak beraturan/tidak sejajar dengan pipa

Debit Fluida

Debit adalah laju aliran air. Debit menyatakan banyaknya volume air yang mengalir setiap detik. 

$\displaystyle Q=\frac{V}{t}$

Keterangan :

Q = Debit ($m^{3}/s$)

V = volume ($m^{3}$)

t = waktu (s)

Asas Kontinuitas

"Fluida yang tak termampatkan dan mengalir dalam keadaan tunak, maka laju aliran volume di setiap waktu sama besar"

$\displaystyle  \begin{array}{{>{\displaystyle}l}} Q_{1} =Q_{2}\\ \frac{V_{1}}{t_{1}} =\frac{V_{2}}{t_{2}}\\ \frac{A_{1} l_{1}}{t_{1}} =\frac{A_{2} l_{2}}{t_{2}}\\ A_{1} v_{1} =A_{2} v_{2} \end{array}$

Keterangan :

I1 = panjang pipa yang dilewati fluida saat penampangnya A1

I2 = panjang pipa yang dilewati fluida saat penampangnya A2

v1 = kecepatan aliran fluida di penampang 1

v2 = kecepatan aliran fluida di penampang 2

A1 = luas penampang 1

A2 = luas penampang 2

Persamaan diatas dikenal dengan Persamaan Kontinuitas

$A_{1} v_{1} =A_{2} v_{2}$

Asas Bernoulli

Persamaan Bernoulli yaitu :

$\displaystyle P+\rho gh+\frac{1}{2} \rho v^{2} =konstan$

Penerapan Asas Bernoulli

Tangki Air berlubang

Sebuah tabung berisikan fluida dengan ketinggian permukaan fluida dari dasar adalah h. Memiliki lubang kebocoran pada ketinggian h2 dari dasar tabung.

Jika permukaan fluida dianggap sebagai permukaan 1 dan lubang kebocoran sebagai permukaan 2, maka berdasarkan Azas Bernoulli:

Pipa Venturimeter

Venturimeter digunakan untuk mengukur laju aliran suatu cairan dalam sebuah pipa. 

Venturimeter tanpa manometer

Venturi dengan manometer

Bila venturimeter dilengkapi dengan manometer (pipa U yang berisi zat cair lain, maka kecepatan fluida ditentukan dengan persamaan:

Tabung pitot

Tabung pitot merupakan alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran suatu gas atau udara. Berikut ditunjukkan gambar tabung pitot yang dilengkapi dengan manometer yang berisi zar cair.

Zat cair yang berada pada pipa U mempunyai beda ketinggian h dan massa jenis ρ’. Bila massa jenis udara yang mengalir adalah ρ dengan kelajuan v maka :

Sayap pesawat terbang

Gaya angkat pesawat diperoleh karena tekanan di bawah sayap lebih besar dari pada tekanan di atas sayap, hal itu disebabkan karena perbedaan bentuk sayap pesawat yang lebih melengkung di bagian bawah pesawat sehingga kecepatan dibagian bawah sayap lebih kecil dari pada dibagian atas sayap.

Desain sayap pesawat yang berbentuk aerodinamik menyebabkan kelajuan udara di atas sayap v1 lebih besar daripada di bawah sayap v2 , sehingga Dengan menggunakan Azas Bernoulli untuk sayap pesawat dibagian atas dan sayap pesawat di bagian bawah dimana tidak terdapat perbedaan ketinggian sehingga energi potensialnya sama-sama nol, didapat: