mekflu perdana

Download mekflu perdana

Post on 18-Nov-2015

218 views

Category:

Documents

5 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

hvvgghvghvhfhghbhghgvhjb

TRANSCRIPT

  • Principles of thermo-fluidIn fluid system*

  • Fluida :tidak mampu menahan gaya geser pada lapisan-lapisannyadeformasi sebanding dengan tegangan geser

    Sifat-sifat FluidaRelasi Deformasi denganTegangan GeserFluida NewtonianFluida Non-NewtonianPerubahan Densitas/Kerapatan Fluida Mampu- mampatFluida Tak Mampu-mampat*

  • Fluida Newtonian Sifat-sifat FluidaDeformasi berbanding lurus dengan tegangan geser*

  • Fluida Non-Newtonian Deformasi tidak berbanding lurus dengantegangan geserSifat-sifat Fluida*

  • Fluida Mampu Mampat (Compressible) Sifat-sifat Fluida*

  • Fluida Tak Mampu Mampat (Incompressible) Sifat-sifat Fluida*

  • Densitas/Kerapatan/Massa Jenis, rSifat-sifat FluidaMassa Fluida Persatuan VolumeDimensi : ML-3Satuan : kg/m3 (SI), slugs/ft3 (BG)Volume Jenis:*

  • Berat Spesifik (Specifiic Weight), gSifat-sifat FluidaBerat Fluida Persatuan VolumeDimensi : FL-3Satuan : N/m3 (SI), lb/ft3 (BG)*

  • Gravitasi Spesifik (Specifiic Gravity), s.gSifat-sifat FluidaPerbandingan (rasio) kerapatan/density suatufluida terhadap kerapatan fluida acuanFluida acuan cairan adalah airFluida acuan gas dan uap adalah udara*

  • Modulus Bulk Elastisitas Fluida, EvSifat-sifat FluidaSifat yang biasa digunakan untuk menentukan Kemampumampatan (compressibility) suatu fluidaDimensi : FL-2Satuan : N/m2 (SI), lb/in.2 (BG)Ev besar -> fluida incompresible (tak mampu mampat) Nilai dari modulus bulk gas tergantung pada jenis Proses yang berlangsungIsotermal : Ev = pIsentropik : Ev = kp*

  • Kecepatan Akustik, cSifat-sifat FluidaKecepatan bunyi di dalam fluidaUntuk gas ideal dengan proses isentropik*

  • ViskositasSifat-sifat Fluida- Resistensi fluida terhadap tegangan geser- kontrol terhadap transfer momentum antar lapisanPenyebab: - Kohesi molekuler Perpindahan molekul

    antar lapisanPengaruh peningkatan temperatur: cairan : viskositas

    berkurang gas : viskositas

    bertambah*

  • Viskositas Dinamik (Absolut), mSifat-sifat FluidaRasio tegangan geser terhadap laju deformasiDimensi : FTL-2Satuan : N.s/m2 (SI), lb.s/ft2 (BG)Pengaruh Temperatur:Gas : Persamaan Sutherland

    Cair: Persamaan Andrade*

  • Viskositas Kinematik, nSifat-sifat FluidaRasio viskositas dinamik dengan kerapatan fluidaDimensi : L2T-1Satuan : m2/s (SI), ft2/s (BG)*

  • Tegangan Permukaan, sSifat-sifat FluidaIntensitas gaya tarik molekul persatuan panjangsepanjang garis permukaanDimensi : FL-1Satuan : N/m (SI), lb/ft (BG)*

  • Tekanan Uap, pvSifat-sifat FluidaTekanan pada mana cairan dan uap fluida beradadalam kesetimbangan pada temperatur tertentu*

  • HidrostatikaHidrostatika dan HidrodinamikaEnergi dipindahkan melalui fluida tertutup (dibatasibatas padat) oleh tekanan yang dibangkitkan daripengenaan suatu gaya pada fluida tersebutKebanyakan sistem hidrolik adalah sistem hidro-statik, dengan energi tekanan bersumber utamadari gaya tekan. Gerakan fluida diperlukan, tetapitidak sebagai penghasil gaya*

  • HidrodinamikaHidrostatika dan HidrodinamikaEnergi kinetik aliran fluida dikonversikan menjadienergi mekanik (biasanya rotasional) dan diguna-kan untuk menghasilkan kerjaDalam sistem hidrodinamik energi ditransmisikanoleh gerakan fluida itu sendiriKincir air, turbin dll. merupakan contoh aplikasisistem hidrodinamik*

  • Statika FluidaStatika FluidaFluida dalam keadaan diam

    Fluida bergerak sedemikian rupa tidak ada gerakanrelatif antara partikel fluida yang berdekatan

    Tidak ada tegangan geser dalam fluidGaya yang terbentuk pada permukaan partikelakibat tekananKajian terhadap tekanan dan variasinya dalamfluida dan pengaruh tekanan pada permukaanyang tenggelam

    *

  • Fluida Tak Mampu-mampatStatika FluidaDalam keadaan diamHukum PascalTekanan yang dikenakan pada sistem tertutup akanditeruskan ke segala arah *

  • Pengukuran TekananStatika FluidaTekanan Mutlak (Absolute Pressure)Tekanan PengukuranTekanan 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)*

  • Statika FluidaHubungan Antar Tekanan*

  • ManometerStatika FluidaPerbedaan tekanan kecil sampai sedang diukur dengan sebuah manometer.Perbedaan ketinggian kolom fluida sebesar h menunjukkan perbedaan tekanan sebesar: Pgas Patm =

    dimana adalah massa jenis fluida dan g adalah percepatan gravitasi lokalTekanan atmosfir diukur dengan sebuah barometer dan ditentukan sebagai :

    dimana h adalah tinggi kolom cairan di atas permukaan bebas*

  • Aspek-aspek lainnyaStatika FluidaGaya Hidrostatik pada permukaan datardan lengkungGaya apung (Buoyancy), Floatation, StabilitasHukum ArchimedesVariasi tekanan pada fluida dengan gerakan bendakaku (rigid body)

    *

  • Medan KecepatanKinematika Fluida*

  • Dimensi AliranKinematika Fluida*

  • Aliran Mantap dan Tak Mantap(Steady State Flow and Unsteady State Flow)Kinematika Fluida*

  • Garis-garis Arus AliranKinematika FluidaStreamlines, streaklines, pathlines, timelines*

  • Teorema Transport ReynoldsKinematika FluidaB = sembarang parameter fluidab = sembarang parameter fluida persatuan massa*

  • Dinamika FluidaHukum Kedua Newton Sepanjang Streamline*

  • Dinamika FluidaHukum Kedua Newton Normal terhadap Stremline*

  • Dinamika FluidaGoverning EquationBernoulli*

  • Dinamika FluidaTekanan Statik, Stagnasi, Dinamik, Total*

  • Dinamika FluidaTekanan Statik, Stagnasi, Dinamik, Total*

  • Dinamika FluidaPenerapan Persamaan BernoulliFree Jet*

  • Dinamika FluidaKeterbatasan Penerapan Persamaan BernoulliPengaruh-pengaruh KompresibilitasPengaruh-pengaruh unsteadinessPengaruh Rotasi

    *

  • Perubahan 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:

    p2V2p1V1z1z2L = 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)*

  • Perubahan Energi FluidaFluida IncompressibleKomponen Energi:- head tekanan kerja yang dilakukan aliran volumetrik (m/r) terhadap tekanan (p)- head kecepatan kerja kinetik aliran massa fluida- head ketinggian kerja untuk mengatasi perbedaan potensialHead Total:Kerja Mesin Fluida : untuk mengatasi perbedaan head total*

  • Perubahan 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:

    p1 , u1v1 , V1L = 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)p2 , u2v2 , V2

    J*

  • Perubahan 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

    Entalpi Total:Proses Termodinamika yang Terlibat:*

  • Perubahan 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

    Proses AdiabatikPersamaan Proses:Perbedaan Head Total:*

  • Perubahan Energi FluidaFluida Compressible Proses berjalan dengan perpindahan panas sedemikian rupa sehingga suhunya tetap. pendinginan sempurna

    Proses IsotermikPersamaan Proses:Perbedaan Head Total:*

  • Perubahan 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

    Proses PolitropikPersamaan Proses:Perbedaan Head Total:*

  • Dalam proses perubahan energi tidak dapat dihindarikehilangan energi dalam bentuk panasEfisiensiEfisiensi mesin didefinisikan sebagai perbandingan daya keluaran dengan daya masuk*