Aliran Fluida

Aliran fluida dapat diaktegorikan:

1. Aliran laminar
Aliran dengan fluida yang bergerak dalam lapisan – lapisan, atau lamina – lamina dengan satu lapisan meluncur secara lancar . Dalam aliran laminar ini viskositas berfungsi untuk meredam kecendrungan terjadinya gerakan relatif antara lapisan. Sehingga aliran laminar memenuhi hukum viskositas Newton yaitu :

 

2.Aliran Turbulen

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. Dalam keadaan aliran turbulen maka turbulensi yang terjadi membangkitkan tegangan geser yang merata diseluruh fluida sehingga menghasilkan kerugian – kerugian aliran.

3. Aliran transisi

Aliran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminar ke aliran turbulen.

Konsep Dasar Bilangan Reynolds

Bilangan Reynolds merupakan bilangan tak berdimensi yang dapat membedakan suatu aliran itu dinamakan laminar, transisi atau turbulen.

Dimana :   V =  kecepatan  (rata-rata) fluida yang mengalir (m/s)
                D = adalah diameter dalam pipa (m)
                ρ = adalah masa jenis fluida (kg/m3)
                µ =  adalah viskositas dinamik fluida (kg/m.s) atau (N. det/ m2)

Dilihat  dari  kecepatan  aliran,  menurut  (Mr.  Reynolds)     diasumsikan/dikategorikan laminar bila aliran tersebut mempunyai bilangan Re kurang dari 2300, Untuk aliran transisi berada pada pada bilangan Re 2300 dan 4000  biasa juga disebut sebagai bilangan Reynolds kritis, sedangkan aliran turbulen mempunyai bilangan Re lebih dari 4000.

Viskositas
Viskositas fluida merupakan ukuran ketahanan sebuah fluida terhadap deformasi atau perubahan bentuk. Viskositas dipengaruhi oleh temperatur, tekanan, kohesi dan laju perpindahan momentum molekularnya. Viskositas zat cair cenderung menurun dengan seiring bertambahnya kenaikan temperatur hal ini disebabkan gaya – gaya kohesi pada zat cair bila dipanaskan akan mengalami penurunan dengan semakin bertambahnya temperatur pada zat cair yang menyebabkan berturunya viskositas dari zat cair tersebut.

Rapat jenis (density )
Density atau rapat jenis (ρ) suatu zat adalah ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan dinyatakan dalam massa persatuan volume; sifat ini ditentukan dengan cara menghitung
nisbah ( ratio ) massa zat yang terkandung dalam suatu bagian tertentu terhadap volume

bagian tersebut. Hubunganya dapat dinyatakan sebagai berikut

dimana : m =  adalah masa fluida ( kg)

             ∀ =  adalah volume fluida (m3)

Debit Aliran

Debit aliran dipergunakan untuk menghitung kecepatan aliran pada masing masing pipa
experimen diaman rumus debit aliran

Dimana : Q  = adalah debit aliran ( m3/s )
              V = adalah kecepatan aliran ( m/s ) A adalah luas penampang ( m2 )
              ∀=  adalah volume fluida ( m3 )

Koefisien Gesek

Koefisien gesek dipengaruhi oleh kecepatan, karena distribusi kecepatan pada aliran laminar dan aliran turbulen berbeda, maka koefisien gesek erbeda pula untuk masing – masing jenis aliran .
Pada aliran Laminar dalam pipa tertutup (closed conduits) mempunyai distribusi vektor kecepatan seperti pada gambar (1). Pada aliran laminar vektor kecepatan yang berlaku adalah kecepatan dalam arah z saja, sehingga analisa gaya Z adalah

pA + τdAp − ( p + dp) A = 0

dengan memasukan nilai

A = πr 2 , maka didapat
τ (2πrdz) − πr 2 dp

 = 0

Jika aliran dianggap sebagai fluida Newtonian maka persamaan (5) dapat disubsitusikan dalam persamaan hukum viskos Newton

Sumber>>Berbagai sumber

Read More