Principles of thermo-fluid In fluid system -...
Transcript of Principles of thermo-fluid In fluid system -...
![Page 1: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/1.jpg)
Dr. Ir. Harinaldi, M.EngMechanical Engineering Department
Faculty of Engineering University of Indonesia
Principles of thermo-fluidIn fluid system
![Page 2: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/2.jpg)
Fluida :• tidak mampu menahan gaya geser
pada lapisan-lapisannya• deformasi sebanding dengan tegangan
geser
Sifat-sifat FluidaSifat-sifat Fluida
Relasi Deformasi denganTegangan Geser
Fluida Newtonian
Fluida Non-Newtonian
Perubahan Densitas/Kerapatan
Fluida Mampu- mampat
Fluida Tak Mampu-mampat
![Page 3: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/3.jpg)
Fluida Newtonian
Sifat-sifat FluidaSifat-sifat Fluida
Deformasi berbanding lurus dengan tegangan geser
![Page 4: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/4.jpg)
Fluida Non-Newtonian Deformasi tidak berbanding lurus dengantegangan geser
Sifat-sifat FluidaSifat-sifat Fluida
![Page 5: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/5.jpg)
Fluida Mampu Mampat (Compressible)
Sifat-sifat FluidaSifat-sifat Fluida
![Page 6: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/6.jpg)
Fluida Tak Mampu Mampat (Incompressible)
Sifat-sifat FluidaSifat-sifat Fluida
![Page 7: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/7.jpg)
Densitas/Kerapatan/Massa Jenis, ρ
Sifat-sifat FluidaSifat-sifat Fluida
Massa Fluida Persatuan VolumeDimensi : ML-3
Satuan : kg/m3 (SI), slugs/ft3 (BG)
1υρ
=
Volume Jenis:
![Page 8: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/8.jpg)
Berat Spesifik (Specifiic Weight), γ
Sifat-sifat FluidaSifat-sifat Fluida
Berat Fluida Persatuan VolumeDimensi : FL-3
Satuan : N/m3 (SI), lb/ft3 (BG)
gγ ρ=
![Page 9: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/9.jpg)
Gravitasi Spesifik (Specifiic Gravity), s.g
Sifat-sifat FluidaSifat-sifat Fluida
Perbandingan (rasio) kerapatan/density suatufluida terhadap kerapatan fluida acuan
Fluida acuan cairan adalah airFluida acuan gas dan uap adalah udara
/ /
. (liquid/cair)
. (gas/gas)
liquid liquid
water water
gas vapor gas vapor
air air
s g
s g
ρ γρ γ
ρ γρ γ
= =
= =
![Page 10: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/10.jpg)
Modulus Bulk Elastisitas Fluida, Ev
Sifat-sifat FluidaSifat-sifat Fluida
Sifat yang biasa digunakan untuk menentukan Kemampumampatan (compressibility) suatu fluidaDimensi : FL-2
Satuan : N/m2 (SI), lb/in.2 (BG)
/ /vdp dpE
dV V d ρ ρ= − =
Ev besar -> fluida incompresible (tak mampu mampat) Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis Proses yang berlangsung
Isotermal : Ev = pIsentropik : Ev = kp
![Page 11: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/11.jpg)
Kecepatan Akustik, c
Sifat-sifat FluidaSifat-sifat Fluida
Kecepatan bunyi di dalam fluida
vEdpcd ρ ρ
= =
Untuk gas ideal dengan proses isentropik
kpc kRTρ
= =
![Page 12: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/12.jpg)
Viskositas
Sifat-sifat FluidaSifat-sifat Fluida
- Resistensi fluida terhadap tegangan geser- kontrol terhadap transfer momentum antar lapisan
Penyebab: - Kohesi molekuler- Perpindahan molekul antar lapisan
Pengaruh peningkatan temperatur: - cairan : viskositas berkurang- gas : viskositas bertambah
![Page 13: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/13.jpg)
Viskositas Dinamik (Absolut), µ
Sifat-sifat FluidaSifat-sifat Fluida
Rasio tegangan geser terhadap laju deformasiDimensi : FTL-2
Satuan : N.s/m2 (SI), lb.s/ft2 (BG)
dudy
τµ =
Pengaruh Temperatur:Gas : Persamaan Sutherland
Cair: Persamaan Andrade
3/ 2CTT S
µ =+
/B TDeµ =
![Page 14: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/14.jpg)
Viskositas Kinematik, ν
Sifat-sifat FluidaSifat-sifat Fluida
Rasio viskositas dinamik dengan kerapatan fluidaDimensi : L2T-1
Satuan : m2/s (SI), ft2/s (BG)
µνρ
=
![Page 15: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/15.jpg)
Tegangan Permukaan, σ
Sifat-sifat FluidaSifat-sifat Fluida
Intensitas gaya tarik molekul persatuan panjangsepanjang garis permukaanDimensi : FL-1
Satuan : N/m (SI), lb/ft (BG)
![Page 16: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/16.jpg)
Tekanan Uap, pv
Sifat-sifat FluidaSifat-sifat Fluida
Tekanan pada mana cairan dan uap fluida beradadalam kesetimbangan pada temperatur tertentu
![Page 17: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/17.jpg)
Hidrostatika
Hidrostatika dan HidrodinamikaHidrostatika dan Hidrodinamika
Energi dipindahkan melalui fluida tertutup (dibatasibatas padat) oleh tekanan yang dibangkitkan daripengenaan suatu gaya pada fluida tersebut
Kebanyakan sistem hidrolik adalah sistem hidro-statik, dengan energi tekanan bersumber utamadari gaya tekan. Gerakan fluida diperlukan, tetapitidak sebagai penghasil gaya
![Page 18: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/18.jpg)
Hidrodinamika
Hidrostatika dan HidrodinamikaHidrostatika dan Hidrodinamika
Energi kinetik aliran fluida dikonversikan menjadienergi mekanik (biasanya rotasional) dan diguna-kan untuk menghasilkan kerja
Dalam sistem hidrodinamik energi ditransmisikanoleh gerakan fluida itu sendiri
Kincir air, turbin dll. merupakan contoh aplikasisistem hidrodinamik
![Page 19: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/19.jpg)
Statika Fluida
Statika FluidaStatika Fluida
• Fluida dalam keadaan diam
• Fluida bergerak sedemikian rupa tidak ada gerakanrelatif antara partikel fluida yang berdekatan
• Tidak ada tegangan geser dalam fluid• Gaya yang terbentuk pada permukaan partikel
akibat tekanan• Kajian terhadap tekanan dan variasinya dalam
fluida dan pengaruh tekanan pada permukaanyang tenggelam
ˆ 0p γ∇ + =k
ˆp γ ρ− ∇ − =k a
![Page 20: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/20.jpg)
Fluida Tak Mampu-mampat
Statika FluidaStatika Fluida
ˆ 0p γ∇ + =kdpdz
γ= −
Dalam keadaan diam
1 2p h pγ= +
Hukum PascalTekanan yang dikenakan pada sistem tertutup akanditeruskan ke segala arah
1 21 2
1 2
F Fp pA A
= → =
![Page 21: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/21.jpg)
Pengukuran Tekanan
Statika FluidaStatika Fluida
Tekanan Mutlak (Absolute Pressure)
Tekanan Pengukuran
Tekanan aktual pada suatu posisi tertentu, dan diukur relative terhadap keadaan hampa udara sempurna (absolute vacuum)
Keadaan hampa udara sempurna memiliki tekanan mutlak nol (absolute vacuum = zero absolute pressure)
Alat pengukur tekanan dikalibrasi pada tekanan atmosfir, jadi skala bacaannya menyatakan berbedaan antara tekanan mutlak dengan tekanan udara setempat (Tekanan Gage= Pgage)
Tekanan di bawah tekanan atmosfir disebut tekanan vakum (Pvac)
![Page 22: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/22.jpg)
Statika FluidaStatika FluidaHubungan Antar Tekanan
![Page 23: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/23.jpg)
Manometer
Statika FluidaStatika Fluida Perbedaan tekanan kecil sampai sedang
diukur dengan sebuah manometer.
Perbedaan ketinggian kolom fluida sebesar h menunjukkan perbedaan tekanan sebesar:
Pgas – Patm =
dimana ρ adalah massa jenis fluida dan g adalah percepatan gravitasi lokal
Tekanan atmosfir diukur dengan sebuah barometer dan ditentukan sebagai :
dimana h adalah tinggi kolom cairan di atas permukaan bebas
![Page 24: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/24.jpg)
Aspek-aspek lainnya
Statika FluidaStatika Fluida
• Gaya Hidrostatik pada permukaan datardan lengkung
• Gaya apung (Buoyancy), Floatation, Stabilitas• Hukum Archimedes• Variasi tekanan pada fluida dengan gerakan benda
kaku (rigid body)
![Page 25: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/25.jpg)
Medan Kecepatan
Kinematika FluidaKinematika Fluida
![Page 26: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/26.jpg)
Dimensi Aliran
Kinematika FluidaKinematika Fluida
![Page 27: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/27.jpg)
Aliran Mantap dan Tak Mantap(Steady State Flow and Unsteady State Flow)
Kinematika FluidaKinematika Fluida
![Page 28: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/28.jpg)
Garis-garis Arus Aliran
Kinematika FluidaKinematika Fluida
Streamlines, streaklines, pathlines, timelines
![Page 29: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/29.jpg)
Teorema Transport Reynolds
Kinematika FluidaKinematika Fluida
ˆ sys
cv cs
DBb dV b dA
Dt tρ ρ∂= + ⋅
∂ ∫ ∫ V n
B = sembarang parameter fluidab = sembarang parameter fluida persatuan massa
![Page 30: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/30.jpg)
Dinamika FluidaDinamika FluidaHukum Kedua Newton Sepanjang Streamline
![Page 31: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/31.jpg)
Dinamika FluidaDinamika FluidaHukum Kedua Newton Normal terhadap Stremline
![Page 32: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/32.jpg)
Dinamika FluidaDinamika FluidaGoverning Equation
21 constant along streamline2
p V zρ γ+ + =
2
constant across streamlineVp dn zR
ρ γ+ + =∫
Bernoulli
![Page 33: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/33.jpg)
Dinamika FluidaDinamika FluidaTekanan Statik, Stagnasi, Dinamik, Total
![Page 34: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/34.jpg)
Dinamika FluidaDinamika FluidaTekanan Statik, Stagnasi, Dinamik, Total
![Page 35: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/35.jpg)
Dinamika FluidaDinamika FluidaPenerapan Persamaan BernoulliFree Jet
![Page 36: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/36.jpg)
Dinamika FluidaDinamika FluidaKeterbatasan Penerapan Persamaan Bernoulli
• Pengaruh-pengaruh Kompresibilitas• Pengaruh-pengaruh unsteadiness• Pengaruh Rotasi
![Page 37: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/37.jpg)
Perubahan Energi FluidaPerubahan Energi FluidaFluida Incompressible
- perubahan energi dalam biasanya dapat diabaikan karena pengaruh- nya sangat kecil dibandingkan dengan kerja yang dilakukan oleh mesin fluida- Kesetimbangan energi (energi balance) dinyatakan sebagai:
2 21 1 2 2
1 22 2p V p Vm gz L m gzρ ρ
+ + + = + +
˙ ˙
p2
V2p1
V1z1
z2
L = massa mengalir perunit waktu (kg/s)
L = kerja perunit waktu atau daya (W)
V = kecepatan (m/s)
p = tekanan (Pa = N/m2)
z = ketinggian (m)
m
![Page 38: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/38.jpg)
Perubahan Energi FluidaPerubahan Energi FluidaFluida Incompressible
Komponen Energi:- head tekanan kerja yang dilakukan aliran volumetrik (m/ρ) terhadap tekanan (p)- head kecepatan kerja kinetik aliran massa fluida- head ketinggian kerja untuk mengatasi perbedaan potensial
2 2
2 2tp V p VH z zg g gρ γ
= + + = + +
Head Total:
Kerja Mesin Fluida : untuk mengatasi perbedaan head total
tL mg H= ∆˙
![Page 39: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/39.jpg)
Perubahan Energi FluidaPerubahan Energi FluidaFluida Compressible
- perubahan energi dalam tidak dapat diabaikan karena berkaitan erat dengan kerja (pv) pada fluida yang mengalir- pengaruh perbedaan ketinggian biasanya sangat kecil dan biasanya diabaikan- Kesetimbangan energi (energi balance) dinyatakan sebagai:
2 21 2
1 1 1 2 2 22 2V Vm u p v L m u p v J
+ + + = + + +
˙ ˙
p1 , u1
v1 , V1
L = massa mengalir perunit waktu (kg/s)L = kerja perunit waktu atau daya (W)V = kecepatan (m/s)v = volume spesifik (m3/kg)p = tekanan (Pa = N/m2)u= energi dalam perunit massa (J/kg)J = perpindahan panas perunit waktu (J/s)
m
p2 , u2
v2 , V2J
![Page 40: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/40.jpg)
Perubahan Energi FluidaPerubahan Energi FluidaFluida Compressible
- Hubungan antara p dan v untuk fluida compressible umumnya ditentu kan oleh proses kompresinya (untuk mesin kerja/kompresor) atau proses ekspansinya (untuk mesin tenaga/turbin)- Terdapat 3 macam kemungkinan proses: 1. Proses Adiabatik 2. Proses Isotermik 3. Proses Politropik
2
2tVi u pv
= + +
Entalpi Total:
Proses Termodinamika yang Terlibat:
![Page 41: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/41.jpg)
Perubahan Energi FluidaPerubahan Energi FluidaFluida Compressible
- Proses berjalan tanpa adanya perpindahan panas sama sekali, tidak ada panas yang keluar atau masuk ke dalam fluida - proses berjalan dengan sangat cepat - mesin fluida diisolir sedemikian rupa panas sukar berpidah atau tertahan
konstankpv =
Proses Adiabatik
Persamaan Proses:
Perbedaan Head Total:
1
1, 2 2
2
1 11
kk
t adk pH p v
g k p
− ∆ = − −
![Page 42: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/42.jpg)
Perubahan Energi FluidaPerubahan Energi FluidaFluida Compressible
- Proses berjalan dengan perpindahan panas sedemikian rupa sehingga suhunya tetap. - pendinginan sempurna
konstanpv =
Proses Isotermik
Persamaan Proses:
Perbedaan Head Total:
2, 1 1
1
1 lnt isopH p v
g p∆ =
![Page 43: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/43.jpg)
Perubahan Energi FluidaPerubahan Energi FluidaFluida Compressible
- Proses berjalan dengan perpindahan panas dan perubahan temperatur sehingga dapat dikatakan terletak antara proses adiabatik dan isotermik - Proses yang dalam praktek mendekati keadaan sebenarnya
konstannpv =
Proses Politropik
Persamaan Proses:
Perbedaan Head Total:
1
2, 1 1
1
1 11
nn
t poln pH p v
g n p
− ∆ = − −
![Page 44: Principles of thermo-fluid In fluid system - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/harinaldi.d/material/fluidsystem... · Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021811/5ca008a088c99317188c6fae/html5/thumbnails/44.jpg)
Dalam proses perubahan energi tidak dapat dihindarikehilangan energi dalam bentuk panaskehilangan energi dalam bentuk panas
EfisiensiEfisiensi
Energi Fluida
Energi Mekanik
Energi Panas
Efisiensi mesin didefinisikan sebagai perbandingan perbandingan daya keluaran dengan daya masukdaya keluaran dengan daya masuk