KINEMATIKA ALIRAN PPT.pdf PDF

Preview

Summary

KINEMATIKA ALIRAN Nama Kelompok • Achmad Yusar Dzakwan (145060101111009) • Eka Fajar Suprayitno (145060100111039) • Rizki Adhi P. S. (145060101111001) • Kharimatul Aqli (145060107111005) • Nisa Shafira (145060101111001) Konsep Kinematika Aliran Ada tiga konsep yang penting dalam aliran benda cair, y...

Description

KINEMATIKA ALIRAN

Nama Kelompok •

Achmad Yusar Dzakwan

(145060101111009)

•

Eka Fajar Suprayitno

(145060100111039)

•

Rizki Adhi P. S.

(145060101111001)

•

Kharimatul Aqli

(145060107111005)

•

Nisa Shafira

(145060101111001)

Konsep Kinematika Aliran Ada tiga konsep yang penting dalam aliran benda cair, yaitu: •

Hukum ketetapan massa, dimana dengan menggunakan hukum ini dapat diturunkan persamaan kontinuitas.

•

Hukum ketetapan energi, dimana dengan prinsip ini dapat diturunkan persamaan energi dengan melibatkan energi kinetik, energi potensial dan energi internal dan persamaan-persamaan lainnya.

•

Hukum momentum, dimana dapat diturunkan persamaanpersamaan untuk gaya dinamis.

Tipe Aliran

1. Aliran Tetap (Steady State) Aliran tetap adalah suatu aliran dimana parameter aliran tidak berubah menurut waktu. Dalam hal ini kedalaman aliran (h) dan kecepatan aliran (u) tidak berubah menurut waktu, atau dapat dianggap tetap dalam suatu interval waktu tertentu. Hal ini dapat ditunjukkan dengan persamaan-persamaan sebagai berikut: δh = 0 δt

dan δu = 0 δt

2. Aliran tidak tetap (Non Steady State) Aliran tidak tetap adalah kebalikan dari aliran tetap. Dalam hal ini parameter aliran berubah menurut waktu, yang dapat ditunjukkan dengan persamaan-persamaan :

δh ≠ 0 δt Dan

δu ≠ 0 δt

3. Aliran Seragam (Uniform Flow) Aliran seragam adalah aliran dimana parameter alirannya tidak berubah menurut tempat di sepanjang aliran. Hal ini dapat ditunjukkan dengan persamaan-persamaan :

δh = 0 δs dan

δu = 0 δs

4. Aliran Tidak Seragam (Uniniform Flow) Aliran tidak seragam adalah aliran dimana parameterparameter alirannya berubah menurut tempat. Hal ini dapat ditunjukkan dengan persamaan-persamaan :

δh ≠ 0 δs dan

δu ≠ 0 δs

Terdapat empat kombinasi ketetapan dan keseragaman yang mungkin terjadi dalam aliran, yaitu : •

Aliran tetap seragam (steady uniform flow)

yaitu apabila : •

𝜕𝑢 𝜕𝑡

= 0 dan

𝜕𝑢 𝜕𝑠

= 0, Tipe aliran ini juga disebut aliran beraturan.

Aliran tetap tidak seragam (steady un uniform flow) 𝜕𝑢

𝜕𝑢

yaitu apabila : = 0 dan ≠ 0, Tipe aliran ini banyak dijumpai di dalam praktek 𝜕𝑡 𝜕𝑠 yaitu aliran berubah lambat laun atau aliran berubah dengan cepat. •

Aliran seragam tidak tetap (unsteady uniform flow)

yaitu apabila : •

𝜕𝑢 𝜕𝑡

≠ 0 dan

𝜕𝑢 𝜕𝑠

= 0, Tipe ini hampir tidak pernah terjadi.

Aliran tidak seragam tidak tetap (unsteady un uniform flow)

yaitu apabila :

𝜕𝑢 𝜕𝑡

≠ 0 dan

𝜕𝑢 𝜕𝑡

≠0

Macam-macam Aliran

1. Aliran Invisid Dan Viskos Aliran invisid adalah aliran dimana kekentalan zat cair (µ) , dianggap nol(zat cair ideal). Sebenarnya zat cair dengan kekentalan nol tidak ada di alam, tetapi dengan anggapan tersebut akan sangat menyederhanakan permasalahan yang sangat kompleks dalam hidrolika. Karena zat cair tidak mempunyai kekentalan maka tidak terjadi tegangan geser antara partikel zat cair dan antara zat cair dan bidang batas.Pada kondisi tertentu, anggapan µ=0 dapat diterima untuk zat cair dengan kekentalan kecil seperti air.

2. Aliran Kompresibel Dan Tak Kompresibel Semua fluida (termasuk zat cair) adalah kompresibel sehingga rapat massanya berubah dengan perubahan tekanan. Pada aliran mantap dengan perbuhan rapat massa kecil, sering dilakukan penyederhanaan dengan menganggap bahwa zat cair adalah tak kompresibel dan rapat massa adalah konstan. Oleh karena zat cair mempunyai kemampatan yang sangat kecil, maka dalam analisis mantap sering dilakukan anggapan zat cair tak kompresibel. Tetapi pada aliran tak mantap sering dilakukan melalui pipa di mana bisa terjadi perubahan tekanan yang sangat besar, maka kompresibilitas zat cair harus diperhitungkan.

3. Aliran Laminer Dan Turbulen Aliran laminar adalah aliran fluida yang membentuk menyerupai garis lurus. Aliran laminer terjadi apabila partikelpartikel zat cair bergerak teratur dengan membentuk garis lintasan kontinyu dan tidak saling berpotongan. Aliran laminer terjadi apabila kecepatan aliran rendah, ukuran saluran sangat kecil dan zat cair mempunyai kekentalan besar. Aliran Turbulen adalah aliran fluida yang tidak membentuk suatu garis lurus. Aliran ini terbentuk ketika menemui hambatan. Aliran dimana pergerakan dari partikel – partikel fluida sangat tidak menentu karena mengalami percampuran serta putaran partikel antar lapisan, yang mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian fluida kebagian fluida yang lain dalam skala yang besar.

(a) Aliran Laminar

(b) Aliran Turbulen

4. Aliran Mantap Dan Tak Mantap Aliran mantap (steady flow) terjadi jika variabel dari aliran (seperti kecepatanV, tekanan p, rapat massa r, tampang aliranA, debit Q, dsb) disembarang titik pada zat cair tidak berubah dengan waktu.

5. Aliran seragam dan tak seragam Aliran disebut seragam (uniform flow) apabila tidak ada perubahan besar dan arah dari kecepatan dari satu titik ke titik yang lain di sepanjang aliran. Demikian juga dengan variabelvariabel lainnya seperti tekanan, rapat massa, kedalaman, debit, dsb. Aliran di saluran panjang dengan debit dan penampang tetap adalah contoh dari aliran seragam.

6. Aliran 1D, 2D, 3D •

Dalam aliran satu dimensi (1-D), kecepatan di setiap titik pada tampang lintang mempunyai besar dan arah yang sama.

•

Dalam aliran dua dimensi (2-D), semua partikel dianggap mengalir dalam bidang sepanjang aliran, sehingga tidak ada aliran tegak lurus pada bidang tersebut.

•

Aliran tiga dimensi (3D) komponen kecepatan ditinjau pada koordinat ruang X,Y,Z yaitu u,v,w.

Aplikasi Kinematika Aliran

Contoh Soal Kinematika Aliran

Pipa dengan diameter 0,25 m mengalirkan air dengan kecepatan 1 m/d. Berapakah debit aliran? Apabila debit aliran dinaikkan menjadi 75 l/d, berapakah kecepatan aliran? Penyelesaian: Q  A V 

1 1 D 2  V    0,25 2 1  0,049 m 3 /d 4 4

V

Q 0,075   1,53 m/d 2 A 0,25    0,25

Terima Kasih...