MEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDA

TUJUAN MATA KULIAH TUJUAN MATA KULIAH MEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDA

Kuliah Mekanika Fluida bertujuan Kuliah Mekanika Fluida bertujuan memberikan prinsip, konsep, dan hukum-memberikan prinsip, konsep, dan hukum-hukum dasar mekanika fluida agar hukum dasar mekanika fluida agar mahasiswa mampu memahami mahasiswa mampu memahami fenomena di sekitarnya dan mampu fenomena di sekitarnya dan mampu menyelesaikan soal sederhana. menyelesaikan soal sederhana.

SILABUSSILABUS

1.1. PendahuluanPendahuluan Pengertian Mekanika FluidaPengertian Mekanika Fluida Sifat-sifat fluidaSifat-sifat fluida Unit dan konversiUnit dan konversi

2.2. Statika FluidaStatika Fluida Persamaan dasar statika fluidaPersamaan dasar statika fluida Hubungan Tekanan-KedalamanHubungan Tekanan-Kedalaman Gaya tekan pada permukaanGaya tekan pada permukaan BuoyancyBuoyancy PengukuranTekananPengukuranTekanan

3.3. Neraca MassaNeraca Massa Neraca massa pada keadaan steadyNeraca massa pada keadaan steady Neraca massa pada keadaan unsteadyNeraca massa pada keadaan unsteady

4.4. Hukum Termodinamika 1Hukum Termodinamika 1 Bentuk-bentuk energiBentuk-bentuk energi Neraca Energi dan aplikasinya pada peralatan Neraca Energi dan aplikasinya pada peralatan

dan prosesdan proses

5.5. Persamaan BernoulliPersamaan Bernoulli Persamaan Bernoulli bentuk energiPersamaan Bernoulli bentuk energi Persamaan Bernoulli bentuk headPersamaan Bernoulli bentuk head Aplikasi persamaan BernoulliAplikasi persamaan Bernoulli

6.6. Friksi fluida dalam aliran steady satu Friksi fluida dalam aliran steady satu dimensidimensi

Eksperimen penurunaEksperimen penurunann tekanan tekanan Eksperimen ReynoldsEksperimen Reynolds Aliran LaminerAliran Laminer Aliran TurbulenAliran Turbulen Faktor friksiFaktor friksi Diameter pipa ekonomisDiameter pipa ekonomis

Untuk apa Mekanika Fluida bagi Untuk apa Mekanika Fluida bagi Teknik Kimia?Teknik Kimia?

Fluida proses mengalir melalui Fluida proses mengalir melalui bermacam-macam peralatan proses bermacam-macam peralatan proses seperti reaktor, HE, pompa, kondenser, seperti reaktor, HE, pompa, kondenser, dll akan mengalami perubahan sifat dll akan mengalami perubahan sifat karena terjadinya perubahan kondisi karena terjadinya perubahan kondisi dalam alat-alat proses yang dilewatinyadalam alat-alat proses yang dilewatinya

Definisi Istilah dalam Mekanika Definisi Istilah dalam Mekanika

FluidaFluida Mekanika FluidaMekanika Fluida adalah ilmu yang mempelajari gerak adalah ilmu yang mempelajari gerak

dan gaya yang bekerja pada suatu fluida. dan gaya yang bekerja pada suatu fluida.

Fluida Fluida adalah suatu zat yang tidak mampu menahan adalah suatu zat yang tidak mampu menahan tegangan geser (tegangan geser (shear stressshear stress) secara permanen dan ) secara permanen dan selalu mengalami deformasi. Jika dikenakan tegangan selalu mengalami deformasi. Jika dikenakan tegangan geser, fluida akan mengalir dan terus mengalir selama geser, fluida akan mengalir dan terus mengalir selama masih ada gaya yang bekerja padanya. masih ada gaya yang bekerja padanya.

Tegangan geser (τ)Tegangan geser (τ) adalah gaya yang bekerja pada adalah gaya yang bekerja pada suatu fluida persatuan luas yang menyebabkan suatu suatu fluida persatuan luas yang menyebabkan suatu fluida bergeser.fluida bergeser.

Sifat fluidaSifat fluida

Densitas/kerapatanDensitas/kerapatanDensitas (ρ) didefinisikan sebagai massa per satuan Densitas (ρ) didefinisikan sebagai massa per satuan

volumvolum

Satuan untuk densitas : SI kg/m3Satuan untuk densitas : SI kg/m3 Densitas fluida dipengaruhi oleh tekanan dan suhu. Densitas fluida dipengaruhi oleh tekanan dan suhu.

Untuk cairan, pengaruhnya kecil, sedangkan untuk Untuk cairan, pengaruhnya kecil, sedangkan untuk gas, pengaruhnya besar.gas, pengaruhnya besar.

V

m

Volume jenisVolume jenis νν = 1/ ρ = 1/ ρ Specific gravitySpecific gravity Specific gravity (s.g)Specific gravity (s.g) adalah densitas zat/densitas adalah densitas zat/densitas

air.air.

Berat JenisBerat Jenis

Cpadaair

gs4

.

g

ViskositasViskositas

Viskositas (μ) adalah ukuran ketahanan suatu zat untuk Viskositas (μ) adalah ukuran ketahanan suatu zat untuk mengalir.mengalir.

Berdasarkan hubungan antara tegangan geser dengan Berdasarkan hubungan antara tegangan geser dengan gradien kecepatan, fluida dibedakan menjadi :gradien kecepatan, fluida dibedakan menjadi :

Fluida Newton, yaitu fluida yang tegangan gesernya Fluida Newton, yaitu fluida yang tegangan gesernya berhubungan linier dengan gradien kecepatan, berhubungan linier dengan gradien kecepatan, misalnya air, gasmisalnya air, gas

Fluida Non- Newton, yaitu fluida yang tegangan Fluida Non- Newton, yaitu fluida yang tegangan gesernya tidak berhubungan linier dengan gradien gesernya tidak berhubungan linier dengan gradien kecepatan, dibedakan menjadi:kecepatan, dibedakan menjadi:

Fluida Non-NewtonFluida Non-Newton

Plastik Bingham (viskositas berkurang jika Plastik Bingham (viskositas berkurang jika grad kecepatan mencapai nilai tertentu), grad kecepatan mencapai nilai tertentu), misal odol,dllmisal odol,dll

Pseudoplastik (viskositas berkurang jika Pseudoplastik (viskositas berkurang jika gradien kecepatan naik/ fluida mengencer gradien kecepatan naik/ fluida mengencer akibat geseran (shear thinning fluids), misal akibat geseran (shear thinning fluids), misal larutan polimer, gum, bloodlarutan polimer, gum, blood

Fluida dilatant (viskositas bertambah jika Fluida dilatant (viskositas bertambah jika grad kecepatan naik/fluida mengental akibat grad kecepatan naik/fluida mengental akibat geseran (shear thickening fluids), misal kanjigeseran (shear thickening fluids), misal kanji

Berdasarkan perubahan viskositas terhadap Berdasarkan perubahan viskositas terhadap waktu, fluida dibagi menjadiwaktu, fluida dibagi menjadi

Fluida Fluida Time independentTime independent, viskositas konstan terhadap , viskositas konstan terhadap waktuwaktu

Fluida Fluida thixotropicthixotropic, viskositas berkurang terhadap waktu, viskositas berkurang terhadap waktu Fluida Fluida rheopecticrheopectic, viskositas bertambah terhadap , viskositas bertambah terhadap

waktu waktu

Ada dua macam viskositas yang digunakan dalam Ada dua macam viskositas yang digunakan dalam aplikasi, yaitu:aplikasi, yaitu:

Viskositas dinamis/absolut μ, poise, g./cm.sViskositas dinamis/absolut μ, poise, g./cm.s Viskositas kinematik ν = μ/ ρ, stokesViskositas kinematik ν = μ/ ρ, stokes

KompresibilitasKompresibilitas

Kompresibilitas didefinisikan sebagai Kompresibilitas didefinisikan sebagai perubahan volum fluida karena bertambahnya perubahan volum fluida karena bertambahnya tekanan pada fluida.tekanan pada fluida.

Berdasarkan kompresibilitas ini, fluida Berdasarkan kompresibilitas ini, fluida dibedakan menjadi:dibedakan menjadi:

Fluida incompressible, yaitu fluida dengan Fluida incompressible, yaitu fluida dengan densitas yang dianggap konstandensitas yang dianggap konstan

Fluida compressible, yaitu fluida yang Fluida compressible, yaitu fluida yang mengalami perubahan densitasmengalami perubahan densitas

Tegangan PermukaanTegangan Permukaan

Tegangan permukaan (σ) didefinisikan Tegangan permukaan (σ) didefinisikan sebagai gaya tensil persatuan panjang. sebagai gaya tensil persatuan panjang. Fenomena yang disebabkan oleh adanya Fenomena yang disebabkan oleh adanya tegangan permukaan ini antara lain tegangan permukaan ini antara lain kapilaritas.kapilaritas.

TekananTekanan

Tekanan adalah gaya yang bekerja persatuan Tekanan adalah gaya yang bekerja persatuan luas. luas.

Satuan tekanan: Pa, bar, psi, atm, torr, mmhg, Satuan tekanan: Pa, bar, psi, atm, torr, mmhg, kg/cm2kg/cm2

Dalam menyatakan tekanan, ada dua metode Dalam menyatakan tekanan, ada dua metode pengukuran tekanan, yaitu:pengukuran tekanan, yaitu:

Tekanan absolut, yaitu tekanan relatif terhadap Tekanan absolut, yaitu tekanan relatif terhadap nolnol

Tekanan gauge, yaitu tekanan relatif terhadap Tekanan gauge, yaitu tekanan relatif terhadap tekanan atmosfirtekanan atmosfir

Tekanan nol

1

P1 atmP1 gauge

Tekanan atmosfer

BUKU ACUANBUKU ACUAN

De Nevers, N, De Nevers, N, Fluid Mechanic for Fluid Mechanic for Chemical Engineers, Chemical Engineers, 2ed, McGraw-2ed, McGraw-Hill Hill