MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL

BAB I : STATIKA FLUIDA DAN PENERAPANNYA

BAB II: FENOMENA ALIRAN FLUIDA

BAB III: PERSAMAAN-PERSAMAAN DASAR ALIRAN FLUIDA

BAB IV: ALIRAN FLUIDA TAK MAMPU MAMPAT DI DALAM SALURAN DAN

LAPISAN TIPIS

BAB V: ALIRAN FLUIDA MAMPU MAMPAT

BAB VI: ALIRAN MELEWATI BENDA PADAT DALAM FLUIDA

BAB VII: TRANSPORTASI DAN PENGUKURAN FLUIDA

BAB VIII: PENGADUKAN DAN PENCAMPURAN ZAT CAIR

BAB IX : FILTRASI DAN SEDIMENTASI

BAB I

STATIKA FLUIDA DAN

PENERAPANNYA

Pendahuluan

Aliran dan kelakuan fluida :

- Dasar yang diperlukan dalam mempelajari satuan operasi

- Hal yang terjadi dalam berbagai satuan/unit operasi.

Fluida adalah suatu zat yang tidak permanen terhadap distorsi, sehingga bentuknya

akan kembali. Misalnya: gas, uap,dan liquid. Dalam industri proses kebanyakan bahan-bahan

yang dijumpai adalah bentuk fluida dimana harus disimpan, ditangani, dipompa atau diproses.

Jadi kita diharapkan familiar dengan prinsip-prinsip yang mempengaruhi aliran fluida serta

juga dengan peralatan yang digunakan. Contoh: air, udara, CO2, minyak, slurry, sirup kental.

Kajian perpindahan momentum terbagi 2:

1. Statika fluida : Fluida diam (tidak terdapat tegangan geser)

2. Dinamika fluida : Fluida bergerak (sebagian dari fluida berada dalam keadaan

bergerak, relatif terhadap fluida lainnya).

Tujuan memahami perilaku fluida:

1. Untuk dapat dengan teliti menyelesaikan masalah-masalah pergerakan fluida melalui

pompa, kompresor, dan segala macam peralatan proses.

2. untuk mengkaji aliran panas.

3. untuk mengkaji berbagai operasi pemisahan yang bergantung kepada difusi dan

perpindahan massa.

Sifat fluida:

1. Bila suatu massa fluida diubah bentuknya maka di dalam fluida itu akan terbentuk

lapisan-lapisan, dimana laipsan yang satu meluncur di atas yang lainnya hingga

mencapai bentuk baru.

2. Selama perubahan bentuk ini akan terjadi tegangan geser (shear stress) yang besarnya

bergantung kepada laju luncur.

3. Pada P dan T tertentu setiap fluida mempunyai kecepatan tertentu.

a. Fluida inkompressibel : densitas hanya sedikit terpengaruh oleh perubahan yang

agak besar dari P dan T, misalnya: zat cair.

b. Fluida kompressibel : densitas peka terhadap perubahan variabel tersebut.

Misalnya: gas dan uap.

STATIKA FLUIDA

a. Gaya, Satuan, dan Dimensi

Dalam statika fluida, sifat yang terpenting: TEKANAN FLUIDA. Tekanan terdapat

pada setiap titik di dalam volume fluida. Tekanan (pressure) adalah gaya permukaan yang

diberikan fluida terhadap dinding tangkinya.

Contoh:

Hitung gaya yang diberikan oleh 3 lb massa menurut :

a. lb force (satuan inggris)

b. Dyne (cgs unit)

c. Newton (SI)

Jawab:

N13,32dyne

N10dyne101,332.F

N10dyne1

kg.m/dt10dt

g.cm1

atau

N13,22\

kg.m/dt13,22

)m/dt(9,80665lbf102,2481

kg1lbf)(3

m.g Fc.

dyne101,332lbf/dyne102,22481

1lbf)(3F

lbf102,2481dyne1

atau

dyne101,332

g.cm/dt101,332

)cm/dt(980,665gr/lbm)(453,59lbm)(3

m.gFb.

lbf3

).dtlbm.ft/lbf(1/32,174)ft/dt(32,174lbm)(3

m.gFa.

56

5

25

2

2

2

6

6

6

6

6

26

2

22

b. Tekanan dalam Fluida

Dalam massa fluida statik yang diam, tekanan pada setiap penampang yang sejajar

dengan permukaan bumi adalah tetap, tetapi berbeda menurut letak ketinggiannya.

Massa total fluida setinggi h2 meter dengan densitas (kg/m3) adalah :

diatasnyafluidamassaakibatApadatekananadalahIni

PaatauN/mg.h.

A

1g..A..h

A

FP

:titikdiTekanan

Nm/dtkg

gA..h

gtotalmassaF

:ApadagayaBesar

kg.A..h

kg/mmAmeterhkgfluidatotalmassa

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

32

2

Pa101,287

Pa101,01325m/dt9,8066kg/m917m3,05

Pgminyak. .hP

2Pa)atau(N/m;g. .hP

PPtotalP

:Atitik ditotalTekanan

5

523

011

2

20

202

2

2P

1P

0P

0A

1A

2A

1h

3h

2h

210 AAA

ketinggianh

tekananP

penampang LuasA

Britishg

g..hhPP

atau

SIg..hh

Pg..hPg..hPP

2dan1titikantaratekananPerbedaan

3g..hPtotPtotPUntuk

tertentu.kedalaman

padafluidatekananmenentukanuntukdasarmerupakan2Persamaan

psia lbf/m 14,696

N/m 101,01325 mHg 0,76

Pa 101,01325 inHg 29,921

C4 padaair ft 33,9 C0 pada mmHg 760 absolut Tekanan :NB

absoluttekanandiatastekananadalahgage)(PpengukurTekanan

psia4,85gageP

psia14,696psia19,55

atm1absP

tangkidasarpadagageTekanan

101,2879,806610000,61

PO.g.hP

atau

psia19,55

psia18,68144

1

lbm

lbf1,0

ft

lbf62,431,02,0

Pg

gO.H.hP

:tangkidasarpadaP

Psia18,68

psia14,696

ft

m144

1

lbm

lbf1,0

ft

lb62,430,917ft10

Pg

gminyak..hP

:atau

c

1212

12

010212

1011

2

25

5

00

2

5

1222

2

1

c

222

2

2

2

2

0

c

11

Contoh: