Mekanika Fluida

KONSEP DASAR MEKANIKA FLUIDA

Mekanika fluida sudah dipelajari sejak 200 SM dimulai dari Archimedes (287-212 SM) dengan menetapkan prinsip dasar gaya apung dan peristiwa benda mengapung di air,lalu Galileo Galilei (1564-1642) melakukan berbagai eksperimen hidrolika dan melakukan banyak revisi dari archimedes.Blaise Pascal, tentang prinsip-prinsp barometer, dan mesin tekan hidrolik. Isaac Newton, meneliti aspek fluida dan gesekan, inersia fluida dan gelombang. dan ahli lainya misalnya Bernouli, Batista Venturi, Henri Navier, Lewis ferry Moody sampai Heinrich Blasius seoarang murid Ludwig Prandtl yang menunjukkan bahwa hambatan pipa berhubungan dengan bilangan reynold. perkembangan mekanika begitu besar, karena itu dasar-dasar untuk mekanika fluida perlu dipahami lebih jelas lagi agar tidak salah pengertian bila mau menuruskan karya diantara orang-orang tersebut.

Pengertian dasar Mekanika Fluida, 

Dapat kita artikan sebagai ilmu yang mempelajari fluida baik pada kondisi diam, bergerak maupun linkungan yang membatasinya. dlihat dari pengertian diatas, hukum dasar untuk menganalisa fluida adalah

(1) fluid statics (fluids dalam kondisi diam),

(2) momentum and energy analyses (fluids dalam kondisi bergerak),

(3) viscous effects and all sections considering pressure forces(pengaruh fluida pada kondisi batas.

Macroscopic Point of View dalam memahami konsep aliran fluida yang dibahas disini adalah pandangan secara machroscopic, sehingga fluida dianggap sebagai satu kesatuan yang solid tanpa melihat kondisi fluida secara micro.

1. Persamaan Dasar Flow Dynamic

- Energy Equation (The Fist Law of Thermodynamics)

- Continuity Equation

- Equation of Motion

Persamaan energy

q + w = du + d(p * v) + d(V^2 / 2/ g) + d(h)

dengan ,

 q : Heat added per mass of flowing fluid

w : Work added per mass of flowing fluid

u: Internal Energy

p: Static Pressure

v: Specific Volume

V: Fluid Velocity

h : Elevation Head

Persamaan Kontinuitas 

W / A = V / v

dengan, 

W: Mass flow rate, kg/sec

v: Specific volume, m3/kg

V: Fluid velocity, m/sec

A: Flow path area, m2  

persamaan gerak, equation of motion

A * dP = T * 3.14 * D * dL + W * dV / g 

dengan

 A: Flow path area

dP: Pressure difference

T: Wall Shear Stress

dL: Duct length

D: Hydraulic diameter of duct

g: Gravity acceleration

W: Mass flow rate

dV: Velocity difference

Prinsip Dasar Fluida :

Beberapa pernyataan penting tentang fluida

" Fluida seperti air dan udara akan berdeformasi terus menerus selama dipengaruhi oleh tegangan geser" 

(Bruce R Munsen, Fluid Mechanics)

jadi tanpa adanya suatu gaya yang menyebabkan teganan geser, maka fluida akan dalam kondisi diam

"Karateristik fluida dapat digambarkan secara kualitatif dengan besaran-besaran dasar seperti panjang, massa dan waktu"

 (Bruce R Munsen, Fluid Mechanics)

" Viskositas sangat sensitif pada fluida"

seperti kita ketahui, viskositas fluida berpengaruh besar terhadap gaya yang dibutuhkan utnuk menggerakkan fluida, berpengaruh juga pada sifat dasar fluida tersebut, berpengaruh juga terhadap kekuatan. dan lainnya,  saya sedikit membahas kusus untuk masalah viskositas pada posting berikutnya.