MEKANIKA FLUIDA - Modul Ke-1.docx

MODUL PERKULIAHAN

Mekanika Fluida dan Hidraulika Parameter Fluida

Fakultas Teknik T eknik

'# (

1

Program Studi Teknik Sipil

Tata Muka

"#

Kode MK

Disusun Ole!

##"#$

Gneis Setia Graha, ST., MT.

A%stra&t

Kometensi

Modul ini menjelaskan mengenai definisi fluida, jenis fluida, dan parameter fluida.

Mahasiswa mampu menjelaskan definisi fluida dengan detail dan karakteristiknya berdasarkan parameter fluida dan konsep hidrolika.

Mekanika Fluida dan Hidraulika Gneis Setia Graha, ST., MT.

Pusat )a!an A*ar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id

DAFTAR ISI !"T!# &

$S$............................................................................................................................%

'!#!M(T(# ")*$!....................................................................................................+ &.&

esaran 'arameter "luida.......................................................................................+

&.%

Sifat-sifat "luida.......................................................................................................

&.+

'arameter "luida...................................................................................................... 

&.+.&

#apat massa mass density0 dan erat jenis Specific weight0.........................

&.+.%

#apat relatif specific gra1ity0............................................................................2

&.+.+

"luida $deal.......................................................................................................2

&.+.

3ekentalan kinematik 4iscosity0.......................................................................2

&.+.2

5ompressibility dan Modulus (lastisitas "luida.................................................6

%

S7!) !8 '(89()(S!$!8..........................................................................................

+

!"T!# '*ST!3!.........................................................................................................;

'# (

2



1 PARAMETER FLIDA "luida adalah
1.1 !esaran Parameter Fluida Sistem M3S Metre-3ilogramme-Second0 diakui secara internasional untuk satuan system metric S$0. Semua besaran diturunkan dari sembilan dimensi dasar, yaitu massa, panjang, waktu, temperature, jumlah suatu
Besaran 'anjang Massa =aktu Temperatur Sudut bidang

Dimensi ) M T o

Satuan SI Meter m0 3ilogram kg0 etik s0 5elcius oc0 #adian rad0

erikut beberapa dimensi turunan yang digunakan di mekanika fluida. Ta%el , Dimensi Turunan dan Satuann+a -Daug!ert+. Fran/ini. 0 Finnermore. #12(3

Besaran 'ercepatan a0 )uas !0 #apat massa ρ0 ebit >0 "rekuensi 1iskositas kinematic @0 'ower Tekanan p0 erat jenis γ 0 3ecepatan 10 3ekentalan µ0 4olume 4ol0

Dimensi )T-% )% M)-+ )+T-& T-& )%T-& ")T-& ")-% ")-+ )T-& "T)-% )+

Satuan SI m/s% m% 3g/m+ m+/s ?< hert<0 s-& m%/s 8m/s 8/m% A 'a 8/m+ m/s 8s/m% m+

alam perhitungan mekanika fluida, angka yang terlalu besar dan kecil kerap menjadi masalah dalam penulisannya. *ntuk mempersingkat penulisan angka maka dapat

'# (

"



digunakan awalan simbol di depan satuan besaran, seperti +B&C 2 8 menjadi +CC 38. Tabel berikut melampirkan awalan. Ta%el 4 A5alan6a5alan SI

Faktor Pengali &C&% &CD &C6 &C+ &C-% &C-+ &C-6 &C-D &C-&%

Awalan Tera Giga Mega 3ilo 5enti Mili Micro 8ano pico

Simbol T G M k c m µ

n p

1.2 Si#at$si#at Fluida Sifat-sifat
1." Parameter Fluida

1.3.1 Rapat massa (mass density) dan Berat jenis (Specifc weight) #apat massa/massa jenis benda-benda homogen biasa didefinisikan sebagai massa
ρ=

[ ]

m kg V m3

erat jenis didefinisikan sebagai berat per satuan 1olume, dengan simbol γ :

γ =

[ ]

w mg N = = ρg 3 V V m

Suatu benda/fluida/gas akan memiliki berat jenis yang berbeda-beda tergantung dari lokasinya. i daerah yang memiliki gra1itasi yang lebih kecil maka akan memiliki nilai berat jenis yang lebih kecil, begitupun sebaliknya. erikut nilai berat jenis fluida pada suhu %C oc.

'# (

%



Ta%el 7 )erat 8enis - 3 Fluida ada Su!u ,"o& -Daug!ert+. Fran/ini. 0 Finnermore. #12(3

Fluida

Berat Jenis ( )

5arbon tetrachloride (thyl alcohol Gasoline Glycerin 3erosene Motor oil =ater

[kN/m3 &2.6 .6 6.6 &%.+ .D ;.2 D.;&

#apat massa dan berat jenis digunakan dalam perhitungan tekanan dan gaya hidrostatis.

#949, Rapat relati (specifc gravity) #apat relati1e didefinisikan sebagai perbandingan antara rapat massa
SG =

ρ zat ρw

=

γ zat γ w

*ntuk air: ρ=10 3 kg / m3 , γ =103 × 9.81 =104 N / m3 → SG=1

#9494 Fluida deal "luida ideal didefinisakan sebagai fluida yang tidak memiliki gesekan, dimana 1iskositasnya adalah nol. Sedangakan fluida real, baik gas atau
#9497 !e"entalan "inemati" (#isc$sity) 1iskositas adalah sifat
μ ν= ρ

1.3.% &$mpressi'ility dan $dulus lastisitas Fluida Semua fluida adalah kompresibel dan ketika gaya dihilangkan maka fluida tersebut kembali ke 1olume awal.

Modulus elastisitas , K = perubaha tekaa / !olumetri" strai '# (

&



K =

dp [ N / m2 ] dV / V

!ir dengan modulus %.&B&CD 8/m% pada suhu %C o5 adalah &CC kali lebih kompresibel daripada baja, tetapi kondisi tersebut biasa dianggap sebagai incompresibel . Ta%el ( Si:at6si:at Air Pada Tekanan Atmos:er -Triatmod*o. #11;3

'# (

'



2 S(AL DA) PE)*ELESAIA) Soal 1: #apat massa oli pada suhu %C o5 adalah ;2C kg/m +.Tentukan rapat relati1e dan kekentalan 1iskositas jika kekentalan dinamiknya adalah 2B&C -+ kg/ms. Solusi:

#apat relati$ , SG =

ρoli ρw

=

850 3

=0.85

10

−3

μ 5 % 10 2 −6 Keketala kiamatik , ν = = =5.88 × 10 m / s ρ 850 Soal 2: 'ada kedalaman ;.2 3m di bawah permukaan laut, tekanannya adalah DC M8/m %. erat jenis air laut pada permukaan adalah &C.% k8/m + dan rata-rata modulus elatisitasnya adalah %.B&C6 k8/m%. Tentukan Fa perubahan 1olume, Fb spesific volume, dan Fc berat jenis air laut pada kedalaman ;.2 3m. Solusi: [a] Perubaan volume 2

4

2

dp =90 MN / m = 9 × 10 kN / m 6

K =2.4 × 10 kN / m

2

4

9 % 10 dp −2 K = → dV / V = =3.75 % 10 6 dV / V 2.4 % 10

[b] Spesific volume 1

1

−2

3

!= = =9.8 × 10 m / kN γ 10.2 [c] !erat "enis air laut pada kedalaman #.$ %m −2

−2

−4

3

dV = 3.75 % 10 × 9.8 % 10 =36.75 × 10 m / kN −2

−4

−2

3

! =9.8 % 10 −36.75 × 10 =9.44 × 10 m / kN 1

1

γ = = = 10.6 kN / m ! 9.44 × 10−2

'# (

+

3



" DAFTAR PSTAA Dau-hert, R. L., Fran/ini, 0. !.,  Finnermre, E. 3145&6. Fluid Mechanics with Engineering Applications. M7Gra8$9ill, In7. Featherstne, R. E.,  )alluri, :. 3144&6. CIvil Engineering Hydraulics. Lndn; !la7k8ell S7ien7e. Triatmd<, !. 3144'6. Hidrolika I. !eta (=set.

'# (

5



MEKANIKA FLUIDA - Modul Ke-1.docx

Recommend Documents