Tugas Viskositas dan TM pptx
Viskositas
Di susun oleh:
Nama
: Rizky Ardias Darmawan (mengulang)
Nim : 21030112140170
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2016
“ChE Undip for better life”
PENGERTIAN
Viskositas merupakan pengukuran dari ketahanan fluida yang
diubah baik dengan tekanan maupun tegangan. Viskositas
adalah "Ketebalan" atau "pergesekan internal". Viskositas
menjelaskan ketahanan internal fluida untuk mengalir dan
mungkin dapat dipikirkan sebagai pengukuran dari pergeseran
fluida. Seluruh fluida (kecuali superfluida) memiliki
ketahanan dari tekanan dan oleh karena itu disebut kental,
tetapi fluida yang tidak memiliki ketahanan tekanan dan
tegangan disebut fluide ideal.
Sebagai contoh, viskositas yang tinggi dari magma akan
menciptakan statovolcano yang tinggi dan curam, karena tidak
dapat mengalir terlalu jauh sebelum mendingin, sedangkan
viskositas yang lebih rendah dari lava akan menciptakan
volcano yang rendah dan lebar.
“ChE Undip for better life”
ALIRAN VISKOSITAS
. Dynamic (or Absolute) Viscosity
Fluida pada pelat yang diam kecepatannya nol sedangkan pada pelat
yang bergerak kecepatannya sama dengan kecepatan pelat. Tegangan
geser yang bekerja pada pelat atas sebanding dengan gradien
kecepatan Kontanta kesebandingannya disebut sebagai viskositas
dinamik
η= F/ [A×(u/h)]
η= τ /(u/h) N-s/m²
poise 0,1Pa.s
1
centipoise
poise 1 m Pa.s
100
Viskositas dinamik air sekitar 1 cp
Satuan viskositas yang sering digunakan adalah poise
“ChE Undip for better life”
ALIRAN VISKOSITAS
Konsep dasar viskositas kinematik adalah perkembangan
dari penggunaan cairan untuk menghasilkan aliran melalui
suatu tabung kapiler. Koefisien viskositas absolut, apabila
dibagi oleh kerapatan fluidanya disebut viskositas
kinematik. Dalam sistem metrik satuan viskositas
disebut Stoke dan mempunyai satuan centimeter kuadrat
per detik. Biasanya didapatkan satuan pembanding yang
lebih kecil yaitu centistoke dan besarnya sama dengan
seperseratus stoke. Apabila dikonversikan antara viskositas
absolut dan kinematik didapatkan perbandingan :
m
kg
sm
3
m2
Pa.s Ns m s 2
2
kg
m kg kg s
m3
Satuan viskositas kinematik yang lain adalah stoke
“ChE Undip for better life”
Pengukuran Viskositas
1. Viskositas Kapiler
Termasuk jenis Kinematic Viscosity pada fluida. Penerapan dari
hukum Poiseuille untuk aliran viskositas steady pada pipa.
“ChE Undip for better life”
Pengukuran Viskositas
2. Falling ball viscometer
Viskositas ditentukan dengan mengukur
berapa lama bola menempuh jarak tertentu
(kecepatan)
“ChE Undip for better life”
2
(bola fluida ) Dbola
18V
Pengukuran Viskositas
3. Rotating cylinder
viscometer
“ChE Undip for better life”
Pengukuran Viskositas
4. Cone-on-plate
viscometer
“ChE Undip for better life”
JENIS ALIRAN
1. Aliran Laminer
Setiap partikel bergerak dalam satu arah horisontal sehingga terjadi
lapisan-lapisan fluida dengan kecepatan berbeda. Distribusi kecepatan
tidak merata dan kuadratis. Bila pada aliran aminer disemprotkan cairan
berwarna, maka cairan tadi akan bergerak horisontal searah dengan
aliran.
Aliran laminer terjadi bila :
• Viskositas cairan tinggi
• Kecepatan aliran rendah
• Luas penampang pipa kecil
“ChE Undip for better life”
JENIS ALIRAN
2. Aliran Turbulen
Ada partkel-partikel yang bergerak ke arah lain sehingga tidak ada lagi
lapisan-lapisan dengan kecepatan berbeda. Bila pada aliran turbulen
disemprotkan cairan berwarna, maka cairan tersebut selain bergerak
searah aliran juga ada yang bergerak ke arah radial sehingga akan
memenuhi seluruh penampang pipa. Distribusi kecepatan lebih
homogen
“ChE Undip for better life”
• Aliran turbulen terjadi bila :
• Viskositas cairan rendah
• Kecepatan aliran tinggi
• Luas penampang pipa besar
BILANGAN REYNOLD NR
Bilangan Reynold merupakan salah satu bilangan tak
berdimensi yang paling penting dalam mekanika fluida dan
digunakan, seperti halnya dengan bilangan tak berdimensi lain,
untuk memberikan kriteria untuk menentukan dynamic
similitude. Jika dua pola aliran yang mirip secara geometris,
mungkin pada fluida yang berbeda dan laju alir yang berbeda
pula, memiliki nilai bilangan tak berdimensi yang relevan,
keduanya disebut memiliki kemiripan dinamis.
“ChE Undip for better life”
Tergantung pada rapat massa, viskositas, diameter dan
kecepatan
• Merupakan bilangan tak berdimensi
• Menentukan jenis aliran
• Bila NR < 2000 aliran laminer
• Bila NR> 4000 aliran turbulen
• bila 2000 < NR< 4000 aliran transisi/daerah kritis
(critical zone)
kg m
m
3
VD m s
NR
kg
m.s
Pengaruh Temperatur pada Viskositas
Umumnya zat cair memiliki perbandingan terbalik antara
suhu dengan viskositas. Hal ini disebabkan karena ketila
suhu bertambah, jarak antar molekul zat cair menjadi
semakin menjauh dan zat cair tampak mengencer atau
turun kekentalannya. Pada titik tertentu, karena terlalu
tinggi suhunya, jarak antara molekul zat cair menjadi
sangat jauh sehingga akhirnya menjadi gas atau menguap,
yang tentunya nilai kekentalannya sudah tidak ada lagi.
Contohnya pada oli. Kalo suhu kamar dya kental tapi di
mesin yang panas, cenderung menjadi encer.
Kesimpulannya suhu naik kekentalan pada umumnya turun
“ChE Undip for better life”
Pengaruh Tekanan pada Viskositas
Viskositas cairan naik dengan naiknya
tekanan, sedangkan viskositas gas tidak
dipengaruhi oleh tekanan.
The
Barus
equation :
“ChE Undip for better life”
Tegangan Permukaan dan Tegangan Antar Muka
Tegangan Permukaan
Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat
cair cenderung untuk menegang sehingga
permukaannya tampak seperti selaput tipis.
Dipengaruhi oleh adanya gaya-gaya kimia antara
molekul air. Tegangan permukaan (γ) adl intensitas
gaya tarik modulus persatuan panjang sepanjang
suatu garis di permukaan.
Tegangan Antar Muka
gaya per satuan panjang yang
terdapat pada antarmuka 2 fase
cair yang tidak bercampur.
“ChE Undip for better life”
Gaya antar Molekul pada Antar Permukaan
1
• Gaya Van der Waals (kohesi dan adhesi)
2
• Gaya Dispersi London
3
• Ikatan Hidrogen
4
• Ikatan logam (raksa)
5
• Gaya dispersi (Pada hidrokarbon (minyak))
“ChE Undip for better life”
Pengukuran
1. Capillary rise method
The Principle
π r 2 h (p – p o) g + w
Ketika tabung kapiler ditempatkan dalam suatu cairan, ia bangkit
tabung jarak tertentu. Dengan mengukur kenaikan ini, adalah
mungkin untuk menentukan tegangan permukaan cairan. Hal ini
tidak mungkin, untuk mendapatkan ketegangan antar muka
menggunakan metode kenaikan kapiler. kekuatan kohesif adalah
kekuatan yang ada antara molekul seperti di permukaan cairan
kekuatan perekat adalah kekuatan yang ada antara seperti
molekul, seperti bahwa antara cairan dan dinding tabung kaca
kapiler Ketika kekuatan Adhesi lebih besar dari kohesi, cairan
dikatakan membasahi dinding kapiler, yang tersebar di atasnya,
dan meningkat di tabung .
“ChE Undip for better life”
Pengukuran
2. Ring (Du Nouy)
Tensiometer
The Principle
prinsip instrumen tergantung pada fakta
bahwa : kekuatan yang diperlukan untuk
melepaskan
cincin
platinum
iridium
direndam di permukaan atau antarmuka
sebanding dengan permukaan atau tegangan
antar muka. Kekuatan detasemen dicatat
dalam dyne pada dial dikalibrasi Tegangan
permukaan diberikan oleh :
( γ = F / 2 π (R1 + R2
“ChE Undip for better life”
Pengukuran
3. Drop Weight and drop volume
method
The Principle
Jika volume atau berat drop karena
terlepas dari ujung jari-jari yang
dikenal ditentukan , permukaan dan
antarmuka
ketegangan
dapat
dihitung dari
“ChE Undip for better life”
γ = Φ mg = Φ V pg
πr
2πr2
Where
m = the mass of the drop
V = the volume of the
drop
p = the density of the
liquid
r = the radius of the tip
g = the acceleration due
to gravity
Referensi
‘Engineering Tribology’ by “Gwidon
W. stachowiak” and “Andrew W.
Batchelor”.
‘Engineering Tribology’ by “J. A.
Williams”.
www.wikipedia.org
www.google.com
“ChE Undip for better life”
Terima kasih
Di susun oleh:
Nama
: Rizky Ardias Darmawan (mengulang)
Nim : 21030112140170
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2016
“ChE Undip for better life”
PENGERTIAN
Viskositas merupakan pengukuran dari ketahanan fluida yang
diubah baik dengan tekanan maupun tegangan. Viskositas
adalah "Ketebalan" atau "pergesekan internal". Viskositas
menjelaskan ketahanan internal fluida untuk mengalir dan
mungkin dapat dipikirkan sebagai pengukuran dari pergeseran
fluida. Seluruh fluida (kecuali superfluida) memiliki
ketahanan dari tekanan dan oleh karena itu disebut kental,
tetapi fluida yang tidak memiliki ketahanan tekanan dan
tegangan disebut fluide ideal.
Sebagai contoh, viskositas yang tinggi dari magma akan
menciptakan statovolcano yang tinggi dan curam, karena tidak
dapat mengalir terlalu jauh sebelum mendingin, sedangkan
viskositas yang lebih rendah dari lava akan menciptakan
volcano yang rendah dan lebar.
“ChE Undip for better life”
ALIRAN VISKOSITAS
. Dynamic (or Absolute) Viscosity
Fluida pada pelat yang diam kecepatannya nol sedangkan pada pelat
yang bergerak kecepatannya sama dengan kecepatan pelat. Tegangan
geser yang bekerja pada pelat atas sebanding dengan gradien
kecepatan Kontanta kesebandingannya disebut sebagai viskositas
dinamik
η= F/ [A×(u/h)]
η= τ /(u/h) N-s/m²
poise 0,1Pa.s
1
centipoise
poise 1 m Pa.s
100
Viskositas dinamik air sekitar 1 cp
Satuan viskositas yang sering digunakan adalah poise
“ChE Undip for better life”
ALIRAN VISKOSITAS
Konsep dasar viskositas kinematik adalah perkembangan
dari penggunaan cairan untuk menghasilkan aliran melalui
suatu tabung kapiler. Koefisien viskositas absolut, apabila
dibagi oleh kerapatan fluidanya disebut viskositas
kinematik. Dalam sistem metrik satuan viskositas
disebut Stoke dan mempunyai satuan centimeter kuadrat
per detik. Biasanya didapatkan satuan pembanding yang
lebih kecil yaitu centistoke dan besarnya sama dengan
seperseratus stoke. Apabila dikonversikan antara viskositas
absolut dan kinematik didapatkan perbandingan :
m
kg
sm
3
m2
Pa.s Ns m s 2
2
kg
m kg kg s
m3
Satuan viskositas kinematik yang lain adalah stoke
“ChE Undip for better life”
Pengukuran Viskositas
1. Viskositas Kapiler
Termasuk jenis Kinematic Viscosity pada fluida. Penerapan dari
hukum Poiseuille untuk aliran viskositas steady pada pipa.
“ChE Undip for better life”
Pengukuran Viskositas
2. Falling ball viscometer
Viskositas ditentukan dengan mengukur
berapa lama bola menempuh jarak tertentu
(kecepatan)
“ChE Undip for better life”
2
(bola fluida ) Dbola
18V
Pengukuran Viskositas
3. Rotating cylinder
viscometer
“ChE Undip for better life”
Pengukuran Viskositas
4. Cone-on-plate
viscometer
“ChE Undip for better life”
JENIS ALIRAN
1. Aliran Laminer
Setiap partikel bergerak dalam satu arah horisontal sehingga terjadi
lapisan-lapisan fluida dengan kecepatan berbeda. Distribusi kecepatan
tidak merata dan kuadratis. Bila pada aliran aminer disemprotkan cairan
berwarna, maka cairan tadi akan bergerak horisontal searah dengan
aliran.
Aliran laminer terjadi bila :
• Viskositas cairan tinggi
• Kecepatan aliran rendah
• Luas penampang pipa kecil
“ChE Undip for better life”
JENIS ALIRAN
2. Aliran Turbulen
Ada partkel-partikel yang bergerak ke arah lain sehingga tidak ada lagi
lapisan-lapisan dengan kecepatan berbeda. Bila pada aliran turbulen
disemprotkan cairan berwarna, maka cairan tersebut selain bergerak
searah aliran juga ada yang bergerak ke arah radial sehingga akan
memenuhi seluruh penampang pipa. Distribusi kecepatan lebih
homogen
“ChE Undip for better life”
• Aliran turbulen terjadi bila :
• Viskositas cairan rendah
• Kecepatan aliran tinggi
• Luas penampang pipa besar
BILANGAN REYNOLD NR
Bilangan Reynold merupakan salah satu bilangan tak
berdimensi yang paling penting dalam mekanika fluida dan
digunakan, seperti halnya dengan bilangan tak berdimensi lain,
untuk memberikan kriteria untuk menentukan dynamic
similitude. Jika dua pola aliran yang mirip secara geometris,
mungkin pada fluida yang berbeda dan laju alir yang berbeda
pula, memiliki nilai bilangan tak berdimensi yang relevan,
keduanya disebut memiliki kemiripan dinamis.
“ChE Undip for better life”
Tergantung pada rapat massa, viskositas, diameter dan
kecepatan
• Merupakan bilangan tak berdimensi
• Menentukan jenis aliran
• Bila NR < 2000 aliran laminer
• Bila NR> 4000 aliran turbulen
• bila 2000 < NR< 4000 aliran transisi/daerah kritis
(critical zone)
kg m
m
3
VD m s
NR
kg
m.s
Pengaruh Temperatur pada Viskositas
Umumnya zat cair memiliki perbandingan terbalik antara
suhu dengan viskositas. Hal ini disebabkan karena ketila
suhu bertambah, jarak antar molekul zat cair menjadi
semakin menjauh dan zat cair tampak mengencer atau
turun kekentalannya. Pada titik tertentu, karena terlalu
tinggi suhunya, jarak antara molekul zat cair menjadi
sangat jauh sehingga akhirnya menjadi gas atau menguap,
yang tentunya nilai kekentalannya sudah tidak ada lagi.
Contohnya pada oli. Kalo suhu kamar dya kental tapi di
mesin yang panas, cenderung menjadi encer.
Kesimpulannya suhu naik kekentalan pada umumnya turun
“ChE Undip for better life”
Pengaruh Tekanan pada Viskositas
Viskositas cairan naik dengan naiknya
tekanan, sedangkan viskositas gas tidak
dipengaruhi oleh tekanan.
The
Barus
equation :
“ChE Undip for better life”
Tegangan Permukaan dan Tegangan Antar Muka
Tegangan Permukaan
Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat
cair cenderung untuk menegang sehingga
permukaannya tampak seperti selaput tipis.
Dipengaruhi oleh adanya gaya-gaya kimia antara
molekul air. Tegangan permukaan (γ) adl intensitas
gaya tarik modulus persatuan panjang sepanjang
suatu garis di permukaan.
Tegangan Antar Muka
gaya per satuan panjang yang
terdapat pada antarmuka 2 fase
cair yang tidak bercampur.
“ChE Undip for better life”
Gaya antar Molekul pada Antar Permukaan
1
• Gaya Van der Waals (kohesi dan adhesi)
2
• Gaya Dispersi London
3
• Ikatan Hidrogen
4
• Ikatan logam (raksa)
5
• Gaya dispersi (Pada hidrokarbon (minyak))
“ChE Undip for better life”
Pengukuran
1. Capillary rise method
The Principle
π r 2 h (p – p o) g + w
Ketika tabung kapiler ditempatkan dalam suatu cairan, ia bangkit
tabung jarak tertentu. Dengan mengukur kenaikan ini, adalah
mungkin untuk menentukan tegangan permukaan cairan. Hal ini
tidak mungkin, untuk mendapatkan ketegangan antar muka
menggunakan metode kenaikan kapiler. kekuatan kohesif adalah
kekuatan yang ada antara molekul seperti di permukaan cairan
kekuatan perekat adalah kekuatan yang ada antara seperti
molekul, seperti bahwa antara cairan dan dinding tabung kaca
kapiler Ketika kekuatan Adhesi lebih besar dari kohesi, cairan
dikatakan membasahi dinding kapiler, yang tersebar di atasnya,
dan meningkat di tabung .
“ChE Undip for better life”
Pengukuran
2. Ring (Du Nouy)
Tensiometer
The Principle
prinsip instrumen tergantung pada fakta
bahwa : kekuatan yang diperlukan untuk
melepaskan
cincin
platinum
iridium
direndam di permukaan atau antarmuka
sebanding dengan permukaan atau tegangan
antar muka. Kekuatan detasemen dicatat
dalam dyne pada dial dikalibrasi Tegangan
permukaan diberikan oleh :
( γ = F / 2 π (R1 + R2
“ChE Undip for better life”
Pengukuran
3. Drop Weight and drop volume
method
The Principle
Jika volume atau berat drop karena
terlepas dari ujung jari-jari yang
dikenal ditentukan , permukaan dan
antarmuka
ketegangan
dapat
dihitung dari
“ChE Undip for better life”
γ = Φ mg = Φ V pg
πr
2πr2
Where
m = the mass of the drop
V = the volume of the
drop
p = the density of the
liquid
r = the radius of the tip
g = the acceleration due
to gravity
Referensi
‘Engineering Tribology’ by “Gwidon
W. stachowiak” and “Andrew W.
Batchelor”.
‘Engineering Tribology’ by “J. A.
Williams”.
www.wikipedia.org
www.google.com
“ChE Undip for better life”
Terima kasih