DEFINISI & SIFAT SIFAT FLUIDA

DEFINISI DAN SIFAT-SIFAT FLUIDA

Mekanikafluida dan hidrolika adalahbagiandarimekanikaterpakai(Applied Mechanics) yang merupakansalahsatucabangilmupengetahuandasarbagitekniksipil. Mekanikafluida dapatdidefinisikansebagaiilmupengetahuanyang mempelajarisifat-sifatdan hukum-hukumyang berlakusertaperilakufluida (cairandan gas), adapunHidrolika didefinisikansebagaiilmupengetahuanyang mempelajarisifat-sifatdan hukum-hukumyang berlaku, sertaperilakucairanterutamaair baikdalamkeadaandiammaupunbergerakataumengalir.
Didalamkuliahinidiuraikansecarasingkatprinsip-prinsipdasardan contoh-contohsoalsertajawabannyayang meliputihidrostatikadan hirodinamikadalamlingkupteknikpertanian. Hidrolika mempelajarigaya-gayayang bekerjapadabendayang beradadalamcairandalamkeadaandiam, keseimbangangaya-gayayang mengapungdan melayangdalamcairan, sertakeseimbanganrelatif.
Sedangkanhidrodinamikamempelajaricairandalamkeadaanbergerakataumengalirdalamdimensiwaktu(t) dan tigadimensitempat(x,y,z). NamundidalammodulMekanikaFluida inipembahasanterbataspadaalirantetap(tidakberubahmenurutwaktu) satudimensi(hanyaberubahdiarahaliran) saja.
DEFINISI FLUIDA
FLUIDA ADALAH SUATU ZAT YANG MEMPUNYAI KEMAMPUAN BER-UBAH SECARA KONTINYU APABILA MENGALAMI GESERAN, ATAU MEMPUNYAIREAKSI TERHADAP TEGANGAN GESER SEKECILAPAPUN.DALAM KEADAAN DIAM ATAU DALAM KEADAAN KESEIMBANGAN, FLUIDA TIDAK MAMPU MENAHAN GAYA GESER YANG BEKERJA PADANYA,DAN OLEH SEBAB ITU FLUIDA MUDAH BERUBAHBENTUK TANPA PEMISAHAN MASSA.
SIFAT FLUIDA
(1).GAS : Tidakmempunyaipermukaanbebas, dan
massanyaselaluberkembangmengisi
seluruhvolume ruangan, sertadapat
dimampatkan.
(2).CAIRAN: mempunyaipermukaanbebas, dan massanya
akanmengisiruangansesuaidenganvolumenya,
sertatidaktermampatkan.
A.DIMENSI: adalahbesaranterukurmewujudkankarakteristiksuatuobyek.1. Massa( m ).2. Panjang( L ).3. Waktu( t ).
B.SATUAN: adalahsuatustandaryang mengukurdimensi, yang penggunaannyaharuskonsistenmenurutsistemsatuanyang digunakan.

Hidrosatika

  Hidrosatika  adalah ilmu yang mempelajari perilaku zat cair dalam keadaan diam.

—Konsep Tekanan

  Tekanan  : jumlah gaya tiap satuan luas

  dimana ;

  p   = tekanan (N/m2)

  F   = Gaya (N)

  A  = Luas (m2)

Jenis Aliran Fluida

—Jenis Aliran Fluida

  1. Aliran Laminer

  Aliran dengan fluida yang bergerak dalam lapisan – lapisan, atau lamina–lamina dengan satu lapisan meluncur  secara lancar . Dalam aliran laminar  ini viskositas berfungsi untuk meredam kecendrungan terjadinya gerakan relatif antara lapisan. Sehingga aliran laminar memenuhi hukum viskositas Newton.

  2. Aliran Turbulen

  Aliran dimana pergerakan dari partikel – partikel fluida  sangat  tidak menentu karena mengalami percampuran serta putaran partikel antar lapisan, yang mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian fluida kebagian fluida yang lain dalam skala yang besar. Dalam keadaan aliran turbulen maka turbulensi yang terjadi membangkitkan tegangan geser yang merata diseluruh fluida sehingga menghasilkan kerugian – kerugian aliran.

3. Aliran transisi

  Aliran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminar ke aliran turbulen.

  Aliran-aliran fluida tersebut, ditentukan berdasarkan Bilangan Reynolds, dengan konsep dasar :

  dimana ;

  V   = kecepatan rata-rata fluida (m/d)

  D   = diameter dalam pipa (m)

  ρ    = rapat jenis fluida (kg/m3)

  µ    = viskositas dinamik (Nd/m2)

Kompresibilitas

Kompresibilitas (kemampatan)

    yaitu, perubahan (pengecilan) volume krn adanya perubahan (penambahan) tekanan, yang ditunjukan oleh perbandingan antara perubahan tekanan dan perubahan volume terhadap volume awal.

  Perbandingan tersebut, dikenal dengan Modulus Elastisitas, dengan rumus :

 

  satuan K = N/m2

  

Viskositas

. Viskositas

  merupakan ukuran ketahanan fluida terhadap deformasi atau perubahan bentuk. Viskositas dipengaruhi oleh temperatur, tekanan kohesi dan laju perpindahan momentum molekularnya. Viskositas/kekentalan fluida merupakan sifat cairan yang menentukan besarnya perlawanan terhadap gaya geser.

  dimana :

  τ   = tegangan geser (N/m2)

  µ   = kekentalan dinamik (Nd/m2)

  Dalam beberapa masalah mengenai gerak cat cair, kekentalan absolut dihub dengan rapat massa (rapat jenis) dalam bentuk :

  dimana ;

  v   = kekentalan kinematik (m2/d)

Parameter Fluida

—Parameter Fluida

  1. Densitas (Rapat Jenis)         ρ

  yaitu, ukuran untuk konsentrasi zat tersebut  dan dinyatakan dalam  massa per satuan volume.

  dengan, ρ  = rapat jenis (kg/m3)

                 m = massa (kg)

   V = volume (m3)

  Hubungan antara densitas dengan berat jenis,   , (N/m3), sedangkan rapat relatif  :

  kerapatan air pada tekanan   standart 700 mm Hg dan   temperatur  40C = 1000 kg/m3

Proses Pengecoran Logam

PROSES PENGECORAN LOGAM
Menurut jenis cetakan yang digunakan proses pengecoran dapat diklasifikan
menjadi dua katagori :
1. Pengecoran dengan cetakan sekali pakai.
2. Pengecoran dengan cetakan permanen.
Pada proses pengecoran dengan cetakan sekali pakai, untuk mengeluarkan produk
corannya cetakan harus dihancurkan. Jadi selalu dibutuhkan cetakan yang baru
untuk setiap pengecoran baru, sehingga laju proses pengecoran akan memakan
waktu yang relatif lama. Tetapi untuk beberapa bentuk geometri benda cor
tersebut, cetakan pasir dapat menghasilkan coran dengan laju 400 suku cadang
perjam atau lebih.
Pada proses cetakan permanen, cetakan biasanya di buat dari bahan logam, sehingga
dapat digunakan berulang-ulang. Dengan demikian laju proses pengecoran lebih
cepat dibanding dengan menggunakan cetakan sekali pakai, tetapi logam coran yang
digunakan harus mempunyai titik lebur yang lebih rendah dari pada titik lebur logam
cetakan.
Cetakan Pasir : cetakan pasir merupakan cetakan yang paling banyak digunakan,
karena memiliki keunggulan :
Dapat mencetak logam dengan titik lebur yang tinggi, seperti baja, nikel dan
titanium;
Dapat mencetak benda cor dari ukuran kecil sampai dengan ukuran besar;
Jumlah produksi dari satu sampai jutaan.
Tahapan pengecoran logam dengan cetakan pasir :
Dalam gambar 3.1 ditunjukkan tahapan pengecoran logam dengan menggunakan
cetakan pasir sebagai berikut :
Pembuatan pola, sesuai dengan bentuk coran yang akan dibuat;
Persiapan pasir cetak;
Pembuatan cetakan;
Pembuatan inti (bila diperlukan);
Peleburan logam;
Penuangan logam cair kedalam cetakan;
Pendinginan dan pembekuan;
Pembongkaran cetakan pasir;
Pembersihan dan pemeriksaan hasil coran;
Produk cor selesai.