Tipe Aliran dan Bilangan Reynolds

Mengacu pada Materi yang sebelumnya dimana dalam pembahasan persamaan Bernouli, permasalahan masih bersipat sederhana yaitu dengan menganggap zat cair dalam pipa dengan mengabaikan kerugian antara lain :

•  Sifat Zat cair yang dianggap tak kental ( Non Viscous ) dan
• Mengabaikan gesekan Zat cair pada dingding Pipa.
  Sedikit kita mengulas mengenai.
  
  Macam macam tipe aliran.

 Mengenal jenis-jenia aliran antara lain :

Bilangan Reynolds digunakan untuk menentukan apakah aliran akan laminer atau turbulen. Aliran dikatakan laminer jika partikel-partikel fluida yang bergerak mengikuti garis lurus, yang sejarjar dengan pipa dan bergerakn dengan kecepatan sama ( karna mengabaikan gesekan ). Aliran disibut turbulen jika tiap partikel fluida bergerak mengikuti lintasan sembarang disepanjang pipa dan hanya gerakan rata-ratanya saja yang mengikuti sumbu pipa.

Untuk bilangan reynolds bisa di artikan Re besarnya yaitu.

 

Aplikasi Integral Pada Sebuah Tangki Bocor Dan Yang Berbentuk Corong Dengan Mencari Waktu Yang Di Butuhkan

Pengaplikasian Integral.
 

Pada sebuah tangki diisi dengan air yang memiliki lubang pada bagian sisi bawah tangki tersebut.

Berapakah waktu yang di butuhkan untuk mengkosongkan cairan dalam tangki tersebut.

Adapun ilustrasi sederhananya,

 

 

 

 

Pitot Static Tube

Aplikasi Bernoulli - Venturimeter Tanpa Manometer Dan Venturimeter Dengan Manometer

Aplikasi bernoulli – Venturimeter tanpa Manometer

Adapun untuk gambar sederhananya.

Jadi,

Dan ini merupakan Venturimeter dengan Manometer

Adapun gambar sederhananya.

 

Pembahasan Soal UTS beserta dengan Jawabannya

Kali ini saya akan membahas ada beberapa soal yang berkaitan dengan  materi kuliah yaitu Mekanika Fluida

1. Ada soal yang menghitung tekanan pada suatu fluida, dimana tabung fluida tersebut terdiri dari 3 macam, dan nilai ketinggian ( h ) di pengaruhi oleh sudut.
    
   Hitung besar tekanan pada setiap titik..?

     Kita mengetahui dari soal tersebut Tekanan di titik 1,2,3,4

   dengan gravitasi (g) = 10 m/s²

   Suatu bentuk bejana tidak mempengaruhi tekanan yang ada.

   Tinggi titik ukur (h), massa jenis (ρ)

   - Massa jenis Merkuri dengan ρ = 13000 kg/m³

   - Massa jenis Air dengan ρ = 1000 kg/m³

   -dan Massa jenis Minyak dengan ρ = 800 kg/m³

   jawab

   Pertama kita akan mencari dahulu nilai ketinggian dari setiap jenis fluida tersebut.

   Yaitu :

   

   • Untuk tekanan pada tabung di titik 1 karena hanya terdapat tekanan dari atmosfir atau bisa kita bilang 1 atm = 101,3 kPa

   • Untuk tekanan yang terjadi pada titik 2 disini berkaitan dengan tekanan hidro statik dimana kita tau [ Ph= ρ.g.h ] karna dipengaruhi oleh sudut untuk pada tekanan di titik 2 ini merupakan minyak

    

    P2 = ρ.g.h

         =  800.10.0,05

         = 400  Pa

         = 0.4 kPa

   Jadi tekanan total pada titik 2 = titik 1+ titik 2

    P2 = 0,4 + 101,3 =101,7 kPa

   • Untuk kita mencari berapa besa tekanan pada titik 3 dimana nilai dari titik 3+ dengan nilai titik 2

   P3 = ρ.g.h

        = 1000.10.0,1

        = 1000 pa

        = 1 kPa

      

     Karena di titik 3 ini tersusun dari titik 2 maka = titik 2+titik 3 = 101,7 + 1 = 102,7 kPa 

     

   • Untuk mencari tekanan pada titik paling bawah yaitu nilai dari titik 4 + nilai titik 3

   Ph = ρ.g.h

        = 13000.10.0,1

        = 13000 Pa

        = 13 kPa

   Maka nilai dari titik 4 bawah yaitu nilai dari titik 4 + nilai tekanan titik 3

    = 13 + 102,7

    = 115,7 kPa

    
2.  Untuk soal kedua yaitu seperti pada gambar dimana kita harus mencari ketinggian minimum.
   
   
   
   
   
   
   Diketahui :
   M total = 70kg + 60kg + 20kg + 10kg
                = 160 kg
   ρ kayu  = 500 kg/m³
   Volume kayu  Vk = 2 × 2 × t
                          Vk = 4t m² ( t disini masih tetap karna yang akan kita cari )
   Dan ρ air = 1000 kg/m³
   Dimana kita mengetahui bahwa gaya pada benda dalam air itu
    Fb = w
   ρ air. Vkayu. g = ( M orang + M kayu) g
   karna g di kiri dan kanan itu sama sama gravitasi maka dapat kita tuliskan dengan
   ρ air. Vkayu = M orang + (ρ kayu × Vkayu)
   1000 × 4t = 160 + (500 × 4t)
   4000t = 160 + 2000t
   
   
   
   
   Jadi nilai tinggi kayu yang dapat terkena air dengan di beri massa dari ke 1 keluarga tersebut
   Setinggi t = 8 cm
    t > 8 cm
    t = 10 cm ( 0.1 m merupakan asumsi yang kita ambil nilai ini yang lebih dari 0,08 m)
   maka Fb = ρ air × 4t × g                    
                  = 1000 × ( 4 × 0,1) × 10
                  = 1000 × 0,4 × 10
                  = 4000 N
   Dan untuk w = [ M total + (ρ kayu × Vkayu)] × g
                         = [160 + (500×( 4t ))]×10
                         = [160 + (500 × (4 × 0,1 ))] × 10
                         = [ 160 + ( 500 × 0,4 )] × 10
                         = [ 160 + 200] × 10
                         = 360 × 10
                         = 3600 N
   Jadi disini dapat kita simpulkan dengan memberikan ketinggian 10 cm, bahwa keluarga yang ada di atas kayu tersebut tetap aman dan tidak akan terbasahi
    
3. Untuk soal ke 3 ini kita akan mencari panjang jari-jari dari sebuah bola yang dilapisi    dengan emas.
   
   
   
   Dimana dari gambar
   Disamping bisa kita lihat yang berwarna putih merupakan bola dan warna kuning itu
   pelapisnya yaitu emas.
   
   
   
   
    
   
4. Pada soal ini kita membuktikan bahwa dalam segelas air yang penuh dengan berisikan sebongkah es, pada saat es itu meleleh apakah akan ada air yang tumpah atau tidak.
   Logika dari sebongkah  es yang terapung dalam gelas yang berisi air penuh, yaitu tidak akan ada air yang tumpah pada saat perubahan wujud dari zat padat es berubah ke cair karena disaat air menjadi es akan mengalami penambahan volume yang disebabkan oleh molekul-molekul pembentuk yang mengalami perubahan struktur dari cair menjadi padat. Maka ketika es tersebut mencair di dalam gelas yang berisi air penuh tidak akan ada penambahan air yang menyebabkan tumpah. 
   Adapun secara matematisnya 
   

Pembahasan Streamline,Streakline, Pathlaine, dan Streamtube

Kali ini saya akan sedikit menjelaskan dari apa yang saya dapat dari perkuliahaan saya, yaitu mengenai perihal pergerakan dari suatu elemen fluida dalam tinjauan partikel-partikel yang di antaranya :

1.  Streamline
2.  Streakline
3.  Pathlaine dan
4.  Streamtube

Pertama Streamline Streamline adalah garis yang tangensial pada setiap titik pada kecepatan dan pada waktu
tertentu dengan syarat tidak perpotongan satu samalainya.
Adapun sekema gambar sederhananya.

 

persamaan-persamaan
dx= u dt,
dy= v dt, dan
dz= w dt

Streakline adalah garis yang menghubungkan semua partikel yang telah melewati posisi
euler yang benar dan tepat,dimana partikel dari elemen fluida tersebut semua melalui
satu titik yang sama.
Adapun sekema gambar sederhananya.

 

Gambar t0 Gambar t1 Gambar t2 Gambar t3

T disini di umpamakan merupakan pergerakan dari satuan waktu.

Pathline adalah garis jejak/jejak partikel sebagai fungsi waktu.
Pathline juga dapat dikatakan garis yang dilalui pertikel terentu dalam suatu periode.
Dan untuk partikel ini bergerak seiring waktu.

Streamtube ini merupakan gabungan dari ketiga yang saya jabarkan di atas,
adapun dari gambar sederhananya.

Daftar Pustaka:

1. Dari mata kuliah mekanika fluida 
2. https://teachingfluids.wordpress.com/2013/12/16/visualizing-streak-lines-path-lines-and-streamlines-with-lots-of-ping-pong-balls
   

Sekian dari saya semoga bermanfaat, mohon maaf jikalau ada kata-kata yang salah dan ada pengertian yang kurang tepat :)

Dasar-Dasar Fluida Dinamis