Deskripsi dan Klasifikasi Gerakan Fluida

41

2.4.2. Non-Newtonian Fluid

Note: Umumnya : dimana : t = waktu Bila : • t  h  Thixotropic mis.: cat • t  h  Rheopectic • Viscoelastic fluid : adalah fluida yang dapat kembali ke keadaanbentuk asalnya bila tegangan geser yang bekerja padanya dihentikan t f  h Contoh Soal : 2.2 42 Contoh soal 43 Contoh Kasus :

2.5. Deskripsi dan Klasifikasi Gerakan Fluida

44

2.5.1. Aliran Viscous Inviscid

45 Aliran Viscous adalah aliran dimana viskositas fluida sangat berpengaruh sehingga menghasilkan tegangan geser aliran pada dinding saluran  yx  Aliran Inviscid adalah aliran dimana viskositas fluida diasumsikan NOL m = 0, sehingga tegangan geser tidak berpengaruh  yx  Problem: Tidak ada fluida yang tidak mempunyai viskositas  adakah aliran inviscid ?? 46  Fluida viscous dan inviscid dipisahkan oleh sebuah batas yang dikenal dengan boundary layer.  Daerah yang berada diantara permukaan padat solid surface dan boundary layer adalah daerah yang dipengaruhi oleh efek viscous . Efek viscous ini memberikan sumbangan terhadap adanya tegangan geser shear stress. Profil kecepatan aliran pada daerah ini semakin kecil akibat adanya tegangan geser tersebut, hal ini ditunjukkan pada posisi x 1 dan x 2 pada posisi y C dan y C ’ , dimana u c u c’ .  Daerah di atas boundary layer dikenal sebagai daerah inviscid , dimana pada daerah tersebut efek viscous tidak ada, sehingga tegangan gesernya diabaikan. Profil kecepatan di daerah inviscid adalah pada arah y adalah konstan dan harganya sama dengan kecepatan freestream-nya U  Sebagai konsekuensi kondisi tanpa slip no-slip condition, maka profil kecepatan aliran pada posisi x 1 dan x 2 yang ditunjukkan dengan titik A dan A’ berharga nol.

2.5.1. Aliran Viscous Inviscid

Viscous Inviscid 

2.5.1. Aliran Viscous Inviscid

47 Boundary Layer BL adalah lapisan tipis di dekat dinding padat yang memisahkan daerah di dalam BL dimana tegangan geser sangat berpengaruh aliran viscous dan daerah di luar BL dimana tidak ada pengaruh tegangan geser aliran inviscid Bondary Layer BL Di dalam BL   0  aliran Viscous Di luar BL   = 0  aliran inviscid  Note: adalah aliran dimana viskositas fluida diasumsikan NOL m = 0, sehingga tegangan geser tidak berpengaruh Di dalam BL : u = fy   aliran viscous  dy du   dy du m     m Di luar BL : u = konstan thd y   aliran inviscid  dy du    m   Aliran Viscous 48 Terjadinya Separasi Bila momentum yang digunakan untuk menggerakkan fluida sudah tidak mampu lagi mengatasi gaya gesek dan tekanan balik adverse pressure gradient yang terjadi A = titik Stagnasi C = Titik Separasi B = Titik Kecepatan Maximum Tekanan Minimum 49 Fenomena Separasi Pada Permukaan Lengkung 50 Fenomena Separasi Pada Permukaan Lengkung Aliran Viscous 51 Wake adalah daerah bertekanan rendah yang dibentuk oleh terpisahnya Boudary Layer bagian atas dan bagian bawah Wake  Pressure Drag F Dp Wake  Pressure Drag F Dp Note: pressure drag = gaya hambat akibat tekanan Streamlining a Body aliran Viscous 52 Streamlining a body Mengurangi adverse pressure gradient Menunda terjadinya separasi Mempersempit daerah Wake Memperkecil terjadinya Pressure Drag Aliran Inviscid 53 Untuk aliran inviscid melewati body silinder:  aliran simetri dalam sumbu x y  distribusi tekanan juga simetri dalam sumbu x y tidak ada gesekan yang terjadi A = titik Stagnasi B = titik Kecepatan Maximum Tekanan Minimum Aliran Melalui Permukaan Lengkung 54

2.5.2. Aliran Laminar Turbulent

55 Aliran Laminar adalah aliran dimana struktur aliran dibentuk oleh partikel-partikel fluida yang bergerak secara berlapis-lapis, dimana setiap lapisan bergerak diatas lapisan lainnya Aliran Turbulent adalah aliran dimana partikel-partikel fluida bergerak secara bercampur aduk mixing dan acak, setiap partikel menumbuk partikel lainnya sehingga terjadi pertukaran energi

2.5.2. Aliran Laminar Turbulent

56

2.5.2. Aliran Laminar Turbulent

57 Bilangan Reynolds Re  Bilangan tidak berdimensi  untuk mengkarakteristikkan apakah aliran laminar ataukan turbulent dimana : L = panjang karakteristik Untuk aliran dalam Pipa  L = D diameter pipa m  L V  Re V  m D aliran m  D V  Re Bila : Re 2300  aliran Laminar Re = 2300  aliran Transisi Re 2300  aliran Turbulent

2.5.2. Aliran Laminar Turbulent

58 Untuk aliran antara dua-plat paralel  L = h Bila : Re 1400  aliran Laminar Re = 1400  aliran Transisi Re 1400  aliran Turbulent V  m h aliran m  h V  Re 59 Viscous Pipe Flow: Flow Regime Osborne Reynolds Experiment to show the three regimes Laminar, Transitional, or Turbulent: Laminar Transitional Turbulent

2.5.2. Aliran Laminar Turbulent

Aliran Laminar 60 Aliran Turbulent 61

2.6. Aliran Inkompressibel Kompresibel