Kumpulan Rumus Fluida Dinamis
A. Debit
Debit adalah volume fluida yang mengalir tiap satuan waktu. Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :
Keterangan :
Q = debit (m3/s)
V = volume fluida (m3)
t = waktu (sekon)
A = luas penampang (m2)
v = kecepatan (m/s)
B. Persamaan Kontinuitas
Persamaan kontinuitas menyatakan bahwa debit fluida yang memasuki pipa sama dengan debit fluida yang keluar dari pipa. Perhatikan gambar aliran fluida yang mengalir dalam pipa.
Dari gambar tersebut terlihat aliran fluida mengalir dari luas penampang satu menuju luas penampang dua. Pada luas penampang awal (A1) fluida memiliki kecepatan v1, sedangkan pada luas penampang akhir (A2) fluida memiliki kecepatan v2. Oleh karena itu, persamaan kontinuitas berlaku persamaan berikut :
Q1 = Q2
A1 v1 = A2 v2
Keterangan :
Q1 =debit ketika masuk (m3/s)
Q2 =debit ketika keluar (m3/s)
A1 =luas penampang 1 (m2)
A2 =luas penampang 2 (m2)
v1 =kecepatan fluida ketika masuk (m/s)
v2 =kecepatan fluida ketika keluar (m/s)
C. Asas Bernoulli
Asas Bernoulli menyatakan bahwa dalam pipa horizontal, tekanan fluida paling besar terdapat dalam fluida dengan kelajuan aliran kecil, sedangkan tekanan paling kecil terdapat dalam fluida dengan kelajuan aliran besar. Perhatikan gambar berikut ini !
Asas Bernoulli apabila dituliskan dalam suatu persamaan sebagai berikut :
Keterangan :
P1, P2 = Tekanan dititik 1 dan 2 (N/m2)
v1, v2 = kecepatan aliran di titik 1 dan 2 (m/s)
h1, h2 = ketinggian di titik 1 dan 2 (m)
ρ = massa jenis fluida (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
D. Aplikasi Asas Bernoulli
1. Tangki Berlubang
Kecepatan semburan air
Keterangan :
v = kecepatan semburan air (m/s)
h = tinggi lubang dari permukaan tanah (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
Keterangan :
t = waktu yang dibutuhkan air mencapai tanah (s)
h2 = ketinggian lubang diukur dari permukaan tanah (m)g = percepatan gravitasi (m/s2)
Jarak Jangkauan Air
Keterangan :
h = tinggi lubang dari permukaan air (m)
h2 = ketinggian lubang diukur dari permukaan tanah (m)
x = jarak jangkauan air (m)
2. Venturimeter
a. Venturimeter tanpa manometer
Kelajuan fluida pada luas penampang A1 sebagai berikut :
Keterangan :
v1 = kelajuan fluida pada penampang 1 (m/s)
A1=luas penampang 1 (m2)
A2=luas penampang 2 (m2)
h = perbedaan ketinggian pada fluida (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
3. Tabung Pitot
Tabung pitot adalah alat yang digunakan untuk mengukur kelajuan gas. Diagram tabung pitot digambarkan sebagai berikut :
Kecepatan aliran gas dirumuskan sebagai berikut :
g = percepatan gravitasi (m/s2)
ρr = massa jenis raksa (kg/m3)
ρu = massa jenis udara (kg/m3)
4. Gaya Angkat Pesawat
Pesawat terbang dapat terangkat ke udara karena kecepatan udara pada sayap bagian atas lebih besar dibandingkan dengan kecepatan udara pada sayap bagian bawah. Akibatnya tekanan bagian atas lebih kecil dibandingkan tekanan bagian bawah. Sketsa gambar yang ditunjukkan melalui gambar berikut :
Persamaan gaya angkat pesawat adalah sebagai berikut :
Keterangan :
F1 - F2 = gaya angkat pesawat terbang (N)
P1= tekanan pada sayap bagian bawah (N/m2)
P2= tekanan pada sayap bagian atas (N/m2)
A= luas penampang sayap (m2)
v1= kecepatan udara sayap bagian bawah (m/s)
v2= kecepatan udara sayap bagian atas (m/s)
ρ = massa jenis udara (kg/m3)
Debit adalah volume fluida yang mengalir tiap satuan waktu. Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :
Keterangan :
Q = debit (m3/s)
V = volume fluida (m3)
t = waktu (sekon)
A = luas penampang (m2)
v = kecepatan (m/s)
B. Persamaan Kontinuitas
Persamaan kontinuitas menyatakan bahwa debit fluida yang memasuki pipa sama dengan debit fluida yang keluar dari pipa. Perhatikan gambar aliran fluida yang mengalir dalam pipa.
Q1 = Q2
A1 v1 = A2 v2
Keterangan :
Q1 =debit ketika masuk (m3/s)
Q2 =debit ketika keluar (m3/s)
A1 =luas penampang 1 (m2)
A2 =luas penampang 2 (m2)
v1 =kecepatan fluida ketika masuk (m/s)
v2 =kecepatan fluida ketika keluar (m/s)
C. Asas Bernoulli
Asas Bernoulli menyatakan bahwa dalam pipa horizontal, tekanan fluida paling besar terdapat dalam fluida dengan kelajuan aliran kecil, sedangkan tekanan paling kecil terdapat dalam fluida dengan kelajuan aliran besar. Perhatikan gambar berikut ini !
Keterangan :
P1, P2 = Tekanan dititik 1 dan 2 (N/m2)
v1, v2 = kecepatan aliran di titik 1 dan 2 (m/s)
h1, h2 = ketinggian di titik 1 dan 2 (m)
ρ = massa jenis fluida (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
D. Aplikasi Asas Bernoulli
1. Tangki Berlubang
Kecepatan semburan air
Keterangan :
v = kecepatan semburan air (m/s)
h = tinggi lubang dari permukaan tanah (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
Waktu yang dibutuhkan semburan air mencapai tanah
Keterangan :
t = waktu yang dibutuhkan air mencapai tanah (s)
h2 = ketinggian lubang diukur dari permukaan tanah (m)
Jarak Jangkauan Air
Keterangan :
h = tinggi lubang dari permukaan air (m)
h2 = ketinggian lubang diukur dari permukaan tanah (m)
x = jarak jangkauan air (m)
2. Venturimeter
a. Venturimeter tanpa manometer
Keterangan :
v1 = kelajuan fluida pada penampang 1 (m/s)
A1=luas penampang 1 (m2)
A2=luas penampang 2 (m2)
h = perbedaan ketinggian pada fluida (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
b. Venturimeter dengan manometer
Kelajuan fluida pada luas penampang A1 sebagai berikut :
Keterangan :
v1= kelajuan fluida pada penampang 1 (m/s)
A1=luas penampang 1 (m2)
A2=luas penampang 2 (m2)
h = perbedaan ketinggian pada fluida (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
ρr = massa jenis raksa (kg/m3)
ρu = massa jenis udara (kg/m3)
Keterangan :
v1= kelajuan fluida pada penampang 1 (m/s)
A1=luas penampang 1 (m2)
A2=luas penampang 2 (m2)
h = perbedaan ketinggian pada fluida (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
ρr = massa jenis raksa (kg/m3)
ρu = massa jenis udara (kg/m3)
3. Tabung Pitot
Tabung pitot adalah alat yang digunakan untuk mengukur kelajuan gas. Diagram tabung pitot digambarkan sebagai berikut :
Kecepatan aliran gas dirumuskan sebagai berikut :
v = kelajuan aliran gas (m/s)
h = perbedaan ketinggian pada fluida (m)g = percepatan gravitasi (m/s2)
ρr = massa jenis raksa (kg/m3)
ρu = massa jenis udara (kg/m3)
4. Gaya Angkat Pesawat
Pesawat terbang dapat terangkat ke udara karena kecepatan udara pada sayap bagian atas lebih besar dibandingkan dengan kecepatan udara pada sayap bagian bawah. Akibatnya tekanan bagian atas lebih kecil dibandingkan tekanan bagian bawah. Sketsa gambar yang ditunjukkan melalui gambar berikut :
F1 - F2 = gaya angkat pesawat terbang (N)
P1= tekanan pada sayap bagian bawah (N/m2)
P2= tekanan pada sayap bagian atas (N/m2)
A= luas penampang sayap (m2)
v1= kecepatan udara sayap bagian bawah (m/s)
v2= kecepatan udara sayap bagian atas (m/s)
ρ = massa jenis udara (kg/m3)
0 Response to "Kumpulan Rumus Fluida Dinamis"
Posting Komentar