Post on 25-Oct-2015
description
1.1 PENDAHULUAN
Zat cair riil didefinisikan sebagai zat yang mempunyai kekentalan, berbeda
dengan zat cair ideal yang tidak mempunyai kekentalan.
Aliran viskos adalah aliran zat cair yang mempunyai
kekentalan(viskositas)Kekentalan adalah sifat sifat zat cair yang dapat menyebabkan terjadinya tegangan geser pada waktu bergerak
Aliran laminer terjadi apabila kekentalan besar dan kecepatan
aliran kecil. Dengan berkurangnya pengaruh kekentalan atau
bertambahnya kecepatan maka aliran akan berubah dari laminer
menjadi turbulen. Pada aliran turbulen, pertikel-partikel zat cair
bergerak secara tidak teratur.
1.2 HUKUM NEWTON TENTANG KEKENTALAN ZAT CAIR
Hukum Newton tentang kekentalan menyatakan bahwa tegangan geser antara dua
partikell zat cair yang berdampingan adalah sebanding dengan perbedaan kecepatan dari
kedua partikel(gradien kecepatan).
Tegangan geser pada dinding batas ini cukup besar karena gradien
kecepatan di daerah tersebut sangat besar
1.3 ALIRAN LAMINER DAN TURBULEN
Aliran viskos dapat dibedakan menjadi dua tipe, yaitu aliran laminer dan turbulen. Dalam aliran laminer,
partikel-partikel zat cair bergerak teratur ,mengikuti lintasan sejajar. Aliran ini terjadi apabila kecepatan
kecil dan/atau kekentalan besar.
Pengaruh kekentalan adalah sangat besar sehingga dapat meredam gangguan yang dapat menyebabkan aliran turbulen. Dengan berkurangnnya kekentalan dan bertambahnya kecepatan aliran, maka daya redam terhadap gangguan akan berkurang, yang sampai pada suatu batas tertentu akan menyebabkan terjadinya perubahan aliran dari laminer ke turbulen.
Pada aliran turbulen, gerak partikel-partikel zat cair tidak teratur. Aliran ini terjadi apabila kecepatan besar
dan kekentalan zat cair kecil.
1.4. PERCOBAAN OSBORN REYNOLD
Menurut Reynold, ada tiga faktor yang mempengaruhi keadaan aliran, yaitu kekentalan zat cair, rapat massa zat cair dan diameter pipa D. hubungan
antara , , dan D yang mempunyai dimensi sama dengan kecepatan adalah /D
Reynold menunjukkan bahwa aliran dapat diklasifikasikan berdasarkan
suatu angka tertentu. Angka tersebut diturunkan dengan
membagi kecepatan aliran di dalam pipa dengan nilai /D, yang disebut
dengan angka Reynold. Angka Reynold mempunyai bentuk berikut
ini:
Dengan v adalah kekentalan kinematika.
Pada percobaan yang dilakkkan untuk aliran air melalui pipa dapat
disimpulkan bahwa pada angka Reynolds rendah, gaya kental
dominan sehingga aliran laminer
Aliran akan laminer apabila angka Reynolds kurang besar dari 2000, Aliran akan turbulen apabila angka
Reynolds lebih besar dari 4000. apabila angka Reynolds berada di
antara kedua nilai tersebut, (2000<re<4000) maka aliran transisi.Jika angka Reynolds pada kedua nilai angka di atas (Re = 2000) dan (Re = 4000) di sebut dengan batas kritik
bawah dan atas.
1.5 HUKUM TAHANAN GESEKReynolds menetapkan hukum
tahanan gesek dengan melakukan pengukuran kehilangan tenaga di
dalam beberapa pipa dengan panjang berbeda dan untuk
berbagai debit aliran. Percobaan tersebut memberikan hasil berupa
suatu grafik hubungan antara kehilangan tenaga hf dan kecepatan
aliran V.
Bagian bawah dari grafik tersebut merupakan garis lurus, dengan
kemiringan 45 derajat, yang menunjukkan bahwa hf sebanding
dengan V, yang merupakansifat aliran laminer. Sedang bagian atas
merupakan garis lurus dengan kemiringan n, dengan n antara 1,75 dan 2,0 yang tergantung pada nilai
Re dan kekasaran.