Mekanika fluida adalah displin ilmu yang mempelajari fluida (yang dapat berupa cairan dan gas). Mekanika fluida dapat dibagi menjadi fluida statik dan fluida dinamik. Fluida statis mempelajari fluida pada keadaan diam sementara fluida dinamis mempelajari fluida yang bergerak.

Dalam pandangan secara mekanis, sebuah fluida adalah suatu substansi yang tidak mampu menahan tekanan tangensial. Hal ini menyebabkan fluida pada keadaan diamnya berbentuk mengikuti bentuk wadahnya.

Seperti halnya model matematika pada umumnya, mekanika fluida membuat beberapa asumsi dasar berkaitan dengan studi yang dilakukan. Asumsi-asumsi ini kemudian diterjemahkan ke dalam persamaan-persamaan matematis yang harus dipenuhi bila asumsi-asumsi yang telah dibuat berlaku.

Mekanika fluida mengasumsikan bahwa semua fluida mengikuti:

* Hukum kekekalan massa * Hukum kekekalan momentum * Hipotesis kontinum, yang dijelaskan di bagian selanjutnya.

Terkadang, akan lebih bermanfaat (dan realistis) bila diasumsikan suatu fluida bersifat inkompresibel. Maksudnya adalah densitas dari fluida tidak berubah ketika diberi tekanan. Cairan terkadang dapat dimodelkan sebagai fluida inkompresibel sementara semua gas tidak bisa.

Selain itu, terkadang viskositas dari suatu fluida dapat diasumsikan bernilai nol (fluida tidak viskos). Terkadang gas juga dapat diasumsikan bersifat tidak viskos. Jika suatu fluida bersifat viskos dan alirannya ditampung dalam suatu cara (seperti dalam pipa), maka aliran pada batas sistemnya mempunyai kecepatan nol. Untuk fluida yang viskos, jika batas sistemnya tidak berpori, maka gaya geser antara fluida dengan batas sistem akan memberikan resultan kecepatan nol pada batas fluida.

AMpWed, 01 Aug 2007 05:22:54 +000022Wednesday 27, 2007 at 22:07 p08 (Materi Kuliah) TERMODINAMIKA DASARTEKNIK MESIN UNSRISEMESTER IV- 3 SKSDosen Pengajar : Ir. M. Zahri Kadir, MT Termodinamika = Ilmu Energi = Sifat Zat materiKasus Termodinamika :Energi = Exergi + AnergiEnergi Memiliki hukum pertama termodinamika, yaitu : Energi mempunyai kuantitas (dalam system tertutup dan diisolasi maka energi system tidak bertambah dan berkurang). Sedangkan hukum termodinamika kedua adalah kualitas energi.Definisi Sistem adalah Sesuatu yang akan kita analisa dapat berupa sejumlah massa tertentu.Bentuk Energi ada dua yaitu :1. Energi yang tersimpan dalam dalam systema. Dalam bentuk maksroskopik (energi yang dipengaruhi lingkungan sep. Ek, EP).b. Dalam bentuk Mikroskopik (Energi molekuler, yang dipengaruhi susunanstruktur dan aktivitas molekuler dari system).* Internal Energy , yaitu :1. Sensibel (perubahan temperature)2. Laten ( Perubahan Phase)3. Kimia (reaksi kimia)4. Nuklir (Reaksi inti)2. Energi yang melintasi (berpindah) melalui systemyaitu energi yang keluar masuk system bisa dalam bentuk Kalor (Q), Kerja (W) dan aliran massa (m).Sifat-sifat system1. Sifat Intensif = tidak tergantung ukuran system.Seperti T, P, volume jenis2. Sifat Ektensif = bergantung ukuran system. Seperti Volume, MassaSpecific Volum = V/mSifat-sifat zat murni :zat murni adalah zat yang mempunyai komposisi kimia yang tetapzat murni dapat berupa:1. unsur tunggal. 2. Senyawa. 3. Campuran Homogen. 4. Dalam bentuk lebih dari satu phase. Contoh soal :1. Sebuah tanki kaku V = 0,5 m^3, R-134a dengan P = 1 MPa dan x = 0,4. Lalu dimasukkan ke tabung sehingga P di dalam tangki naik menjadi 2 MPa. Tentukan : massa refrigeran dalam tangki, jumlah kalor yang ditransfer, dan tunjukkan pada diagram P-v!Solusi :Dik : Seperti Gbr !

Dalam sistem tertutup m in- m out = Delta m sistemm1=m2Dari tabel A-12, pada 2 MPa, didapat :Tsaturated = 39,39 C ; uf = 104,42 kJ/kgvf = 0,0008695 m^3/kg ; ug = 247,77 kJ/kgvg = 0,0202 m^3/kgDari tabel A-12, pada 2 MPa, didapat :Tsat = 67,49 Cvf = 0,0009878 m^3/kg uf = 148,02 kJ/kgvg = 0,0093 m^3/kg ug = 259,41kJ/kg

v=vf+x.vfg= 0,0008695+0,4 (0,193305)= 0,0086017 m^3/kgm = V/v = 0,5/0,0086017 m^3/kg = 58,128 kgEin-Eout = Delta E sistemQ = ek+Ep+uQ = u= m(u2-u1)= 58,128 (192,576-161,76)= 1791,2724 kJFasa, Saturated MixtureG lossary :1. Proses ; Perubahan keadaan kesetimbangan sistem dari satu keadaankesetimbangan ke keadaan kesetimbangan lain.2. Siklus ; Rangkaian proses dimana keadaan akhir identik dengan keadaan awal

Instalasi air bersih harus direncanakan dengan benar agar distribusi air dalam rumah berjalan lancar dan efisien. Jika tidak direncanakan dengan baik (berkelok kelok dan bercabang banyak), distribusi air bersih akan terganggu.

Pemipaan,atau dalam bahasa Inggris disebut plumbing, merupakan sistem yang salah satu fungsinya untuk menyediakan kebutuhan air bersih. Namun kadang kadang, sistem ini tidak berjalan semestinya sehingga penyediaan air yang dibutuhkan untuk kegiatan rumah tangga menjadi terganggu. Oleh karenanya, sistem instalasi air bersih harus direncanakan sejak awal dan dituangkan dalam bentuk gambar perencanaan instalasi.

Menurut Robertus Pawang (teknik sipil), saat merencanakan sistem pemipaan,ada tiga hal penting yang perlu diperhatikan, yaitu sumber air, biaya, dan maintenance (perawatan).

Sumber Air

Rangkaian instalasi air bersih di dalam rumah, atau biasa disebut instalasi pipa sekunder, umumnya menggunakan pipa ukuran 0,5 inci. Namun ukuran instalasi pipa primer (dari sumber air ke instalasi dalam rumah) berbeda, bergantung pada sumber airnya. 1. Air PAM langsung dihubungkan ke instalasi pipa di rumah, maka pipa primernya menggunakan pipa berukuran sama dengan instalasi pipa sekunder,yaitu ukuran 0,5 inci. 2. Air PAM didistribusikan ke instalasi pipa di rumah melalui bak penampung (tower air), maka pipa dari meteran PAM ke tower air menggunakan pipa ukuran 0,5 inci. Sedangkan dari tower air ke instalasi di rumah menggunakan pipa ukuran 1 inci. 3. Air tanah, dengan bantuan jet pump, dialirkan langsung ke instalasi pemipaan di rumah. Instalasi pipa dari pompa ke instalasi di rumah menggunakan pipa yang berukuran sama dengan besar penampang pipa keluaran (outtake) di pompa. 4. Air tanah didistribusikan ke sistem pemipaan di rumah melalui tower air, maka pipa dari pompa ke tower air menggunakan ukuran yang sama dengan pipa keluar (outtake) dari pompa. Sedangkan dari tower air ke instalasi pipa di rumah menggunakan pipa inci 1 inci. Sistem Tertutup dan Terbuka

Secara umum,ada dua model instalasi pipa air bersih didalam rumah,yaitu sistem tertutup dan sistem terbuka. Pemipaan tertutup maksudnya ujung pipa yang terakhir (hilir) menyambung kembali ke ujung awal pipa (hulu). Sistem seperti ini bisa juga disebut jaringan pemipaan memutar (loop). Sedangkan sistern terbuka adalah kedua ujung pipa (hilir dan hulu) tidak menyambung.

Sistem tertutup memungkinkan tekanan di semua outtake (pipa keluaran air) rata. Sebab bila jaringan pemipaannya terbuka, biasanya outtake di bagian ujung pipa akan bertekanan rendah.

Meski demikian, pemipaan sistem tertutup membutuhkan jumlah pipa lebih besar dibanding pemipaan sistem terbuka. Konsekuensinya, pemipaan sistem tertutup membutuhkan biaya lebih besar dibanding sistem terbuka.

Biaya

Sebagai sebuah sistem bangunan, instalasi pemipaan air bersih juga membutuhkan biaya yang tidak sedikit. Besar kecilnya biaya dipengaruhi oleh model instalasi (tertutup atau terbuka), letak instalasi pipa (ditanam dalam tanah atau di atas tanah),jenis, dan ukuran pipa.

Installasi di Atas Tanah

Instalasi pipa sekunder (dalam rumah) air bersih bisa diletakkan di dalam tanah atau di atas tanah. Masing masing model instalasi mempunyai kelebihan dan kekurangan.

Instalasi di atas tanah (biasanya dalam plafon rumah) mudah pemasangannya. Deteksi kebocoran pipa pun lebih cepat diketahui sehingga perbaikannya tidak sesulit instalasi pipa di dalam tanah. Pada bangunan dua lantai, instalasi air bersih kebanyakan diletakkan di atas plafon.

Jenis dan Ukuran Pipa

Pipa yang dipakai pada instalasi plumbing ada dua macam, yakni yang terbuat dari logam dan PVC. Bahan PVC merupakan terobosan inovatif yang hebat dan sangat menghematkan konsumen. Selain itu, PVC merupakan material yang tak karat dan lebih mudah perawatan maupun perbaikannya jika terjadi kerusakan.

Satu satunya kelemahan pipa PVC adalah rawan bocor apabila sistem pengelemannya kurang rapi. Meski demikian, PVC merupakan bahan yang paling banyak dipakai masvarakat saat ini.

Agar Aliran Air Lancar

Aliran air di rumah yang tidak lancar tentu sangat mengganggu. Untuk mengatasinya, Anda harus membuat bak penampung air atau tower air.Tower air harus dibuat lebih tinggi dari ketinggian titik keran pipa yang ada di rumah.

Ketinggian air akan memengaruhi aliran air yang masuk ke saluran pipa. Semakin tinggi tower, semakin besar laju air yang keluar (hukum fisika Bernoulli). Jlka rumah Anda dua lantai, ketinggian tower air harus lebih tinggi dari ketinggian titik keran atau titik

Menurut Pawang, untuk mengatasi kurangnya tekanan air, Anda juga bisa menggunakan pompa booster (pompa dorong). Pompa ini dapat diletakkan di outtake tangki air. Karena alat ini bersifat otomatis, maka ketika keran air dibuka, pompa akan bekerja untuk mendoronq air yanq melewati pipa itu.

Cara lain yang bisa Anda tempuh adalah membuat jaringan atau instalasi pipa dengan sistem tertutup dan tidak ada yang terputus. Model instalasi tertutup bisa dilihat pada Ilustrasi 7.

Selain itu,jaringan pemipaan diusahakan tidak banyak bercabang dan belokan karena pada setiap percabangan dan belokan, tekanan air juga berkurang.

Tekanan air dalam rumah yang menggunakan PAM bisa saja tidak seragam. Menurut Pawang jarak pipa outtake dengan meteran PAM memengaruhi tekanan air. Semakin jauh jarak pipa outtake dengan pipa meteran, tekanan air semakin kecil.