JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA HYDRODINAMIK
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA “HYDRODINAMIK A” OLEH: Moh. Wildan Harun Arifin Moh. Disya Anjas Hidayat Janitra Naufal Faza Amalia Dewi Anggraeni PENDAHULUAN DASAR TEORI CONTOH SOAL PENUTUP (155060201111020) (155060201111017) (155060200111016) (155060201111014)
Pendahuluan Tujuan Pembelajaran : 1. Memahami Konsep Fluida ideal 2. Memahami Konsep Kontinuitas Aliran Fluida 3. Memahami Konsep Debit 4. Memahami Konsep, Hukum Dan Aplikasi Bernoulli. 2
Dasar Teori Penjelasan Fluida Jenis Fluida 3 Aliran Arus pada Fluida
Penjelasan Fluida adalah istilah yang digunakan untuk menyebut segala jenis zat yang dapat mengalir. Baik itu dalam bentuk cairan maupun gas, selama bisa mengalir maka akan disebut fluida. Hampir semua bentuk air dan gas disebut fluida. Karena zat cair dan gas memiliki sifat fisik yang sama, yaitu dapat mengalir dari satu tempat ke 4
Aliran Arus FLOW LINE STREAM LINE Aliran fluida yang mengikuti suatu garis (lurus/lengkung) yang jelas ujung pangkalnya. Garis arus bercabang 5 Garis arus berlapis TURBULEN Karena adanya partikel-partikal yang berbeda arah geraknya, bahkan berlawanan dengan arah gerak keseluruhan fluida
Jenis Fluida FLUIDA IDEAL I N IL I A K A 1. Aliran bersifat steady/tunak(tetap) T I NK A S A H A 2. Nonviscous (tidak kental) P B M E 3. Incompresibel (tidak termamfatkan) 6 FLUIDA AKTUAL 1. alirannya turbulen 2. Viscous (kental) 3. Compressible (termamfatkan)
Hydrodinamik a Debit Torricelli 7 Kontinuitas Venturimeter Tabung pitot Hukum Bernoulli Asas Bernoulli Gaya angkat pesawat
Debit Jumlah fluida yang mengalir melalui suatu penampang tiap satuan waktu disebut Debit t dan dirumuskan : t v 1 A 2 v 2 x 1 Q = debit (m 3/s) V = volum (m 3) t = waktu (s) 8
Kontinuitas ALIRAN FLUIDA PADA PIPA A 1 v 1 PIPA BERLUAS PENAMPANG BESAR (A 1) DENGAN LAJU ALIRAN FLUIDA (v 1) A 2 v 1 A 1 PIPA BERLUAS PENAMPANG KECIL (A 2) DENGAN LAJU ALIRAN FLUIDA (v 2) Massa fluida yang masuk ke salah satu ujung pipa sama dengan massa fluida yang keluar ari ujung lain. 9
Kontinuitas Persamaan kontinuitas 10
Kontinuitas Dari persamaan kontinuitas dapat disimpulkan : Kelajuan fluida yang termampatkan berbanding terbalik dengan Luas penampang pipa dimana fluida mengalir Perkalian antara luas penampang pipa (A) dengan laju aliran fluida (v) sama dengan debit (Q) yang juga menyatakan besar volume fluida yang mengalir persatuan waktu : Dengan satuan : m 3/s 11
Bernoulli ASAS BERNOULLI Siapa penemunya? “Pada pipa mendatar (horizontal), tekanan fluida paling besar adalah pada bagian yang kelajuan alirnya paling kecil, dan tekanan paling kecil adalah pada bagian yang kelajuan alirnya paling besar. ” 12
Bernoulli HUKUM BERNOULLI “Jumlah dari tekanan, tenaga kinetik persatuan volume, dan tenaga potensial bersatuan volume, memiliki nilai yang konstan pada setiap titik sepanjang garis aliran fluida” 13
Bernoulli Dengan persamaan sebagai berikut : A’ 2 A’ 1 v 2 F 2 A 1 v 1 x 2 F 1 x 1 h 1 14 h 2 Pada ujung pipa A 1 bekerja tekanan P 1 dan pada ujung A 2 bekerja tekanan P 2. Agar fluida dapat bergerak dari permukaan A 1 ke permukaan A 2 diperlukan usaha total yang besarnya sama dengan jumlah perubahan energi kinetik dan energi potensial. P 1 + ½ rv 12 + rgh 1 = P 2 + ½ rv 22 + rgh 2
Torricelli Suatu wadah berisi fluida dan wadah tersebut bocor pada bagian samping wadah dengan diameter lubang kebocoran kecil. v 2 P 2 Kecepatan semburan (v) v 1 h 2 h P 1 h 1 x 15 Jarak mendatar semburan (x)
Venturimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran zat cair dalam pipa. Untuk venturimeter yang dilengkapi manometer, besarnya kecepatan aliran zat cair pada pipa besar Venturimeter Dengan Manometer v v (v 1 ) dirumuskan : 1 P 1 16 2 P 2
Venturimeter Untuk venturimeter yang tanpa dilengkapi manometer, pada prinsipnya sama, tabung manometer diganti dengan pipa pengukur beda tekanan seperti pada Gambar: Venturimeter Tanpa Manometer h v A 17 a
Tabung Pitot Tabung pitot digunakan untuk mengukur kelajuan aliran fluida gas. a b h c d Kelajuan aliran fluida gas Kecepat an gravitasi 18 perbeda an ketinggia n Massa jenis zat cair Massa jenis gas
Gaya Angkat Pesawat F 2 Menurut azas Bernoulli : V 2 , P 2 v 2>v 1 Dengan persamaan : F 1 V 1 , P 1 F 1 -F 2 = gaya angkat pesawat = massa jenis udara 19 P 2<P 1
Gaya Angkat Pesawat 20
Contoh Soal Air mengalir dari pipa A ke B terus ke C. Perbandingan luas penampang A dengan penampang C adalah 8: 3. Jika kecepatan aliran di penampang A adalah v, maka kecepatan aliran pada pipa C adalah. . . A 21 B C
Contoh Soal Gambar dibawah ini menunjukkan peristiwa kebocoran pada tangki air. Besarnya kecepatan air yang keluar dari lubang adalah. . . 1. 5 m h v 0, 5 m 22
Contoh Soal Kelajuan aliran minyak yang memiliki massa jenis 800 • kg/m 3 digunaka venturi meter yang dihubungkan dengan manometer. Dengan luas penampang pipa besar adalah 5 cm 2 sedangkan luas penampang pipa yang lebih kecil 3 cm 2. jika beda ketinggian Hg pada manometer adalah 20 cm, tentukanlah kelajuan minyak saar memasuki pipa, gunakan g=10 m/s 2 dan massajenis Hg adalah 13600 kg/m 3 v 23
Contoh Soal Gaya angkat yang terjadi pada sebuah pesawat diketahui sebesar 1100 k. N. Pesawat tersebut memiliki luas penampang sayap sebesar 80 m 2. Jika kecepatan aliran udara di bawah sayap adalah 250 m/s dan massa jenis udara luar adalah 1, 0 kg/m 3 tentukan kecepatan aliran udara di bagian atas sayap pesawat! 24
Pembahasan Diket: Aa : Ac = 8 : 3 Va = v Tanya: Vc = ? 25
Pembahasan Diket: h 1 = 1, 5 m h 2 = 0, 5 m Tanya: v = ? 26
Pembahasan • 27
Pembahasan Diket: A = 80 m 2 νb = 250 m/s ρ = 1, 0 kg/m 3 F = 1100 k. N = 1100 000 N Tanya: νa = ? 28
- Slides: 28