ALIRAN VISKOS

1
ALIRAN VISKOS
VISKOSITAS DINAMIK

• 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

2

• tegangan geser N/m2
• F gaya geser N
• A luas permukaan m2
• V kecepatan m/s
• Y jarak vertikal m
• ? viskositas dinamik Pa.s

3
SATUAN VISKOSITAS DINAMIK
Satuan viskositas yang sering digunakan adalah
poise
Viskositas dinamik air sekitar 1 cp
4
VISKOSITAS KINEMATIK
? rapat massa kg/m3
SATUAN VISKOSITAS KINEMATIK
Satuan viskositas kinematik yang lain adalah stoke
5

• Viskositas tergantung pada temperatur
• Untuk cairan
• makin tinggi temperaturnya maka viskositasnya
  makin rendah
• Untuk gas
• makin tinggi temperaturnya maka viskositasnya
  makin tinggi

SAE Society of Automotive Engineers
6
PENGUKURAN VISKOSITAS FLUIDA
Capillary tube viscometer
7
Falling ball viscometer
Viskositas ditentukan dengan mengukur berapa lama
bola menempuh jarak tertentu (kecepatan)
8

• JENIS FLUIDA
• Fluida Newonian (? konstan)
• Fluida non Newtonian (? berubah terhadap gradien
  kecepatan)
• Fluida Bingham (true plastic)
• Fluida Pseudoplastic
• Fluida Dilatant

9

• JENIS ALIRAN
• 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

10

• 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
• Aliran turbulen terjadi bila
• Viskositas cairan rendah
• Kecepatan aliran tinggi
• Luas penampang pipa besar

11

• Distribusi kecepatan pada aliran laminer
• Kuadratis dengan persamaan

r Jarak dari sumbu pipa
ro Jari-jari pipa
U Kecepatan pada setiap posisi
u Kecepatan rata-rata
12

• BILANGAN REYNOLD NR
• Tergantung pada rapat massa, viskositas,
  diameter dan kecepatan
• Merupakan bilangan tak berdimensi
• Menentukan jenis aliran
• Bila NR lt 2000 ? aliran laminer
• Bila NRgt 4000 ? aliran turbulen
• bila 2000 lt NRlt 4000 ? aliran transisi/daerah
  kritis (critical zone)

13
Contoh Soal No. 1 Bila sepanjang pipa berdiameter
150 mm mengalir gliserin pada 25 oC dengan
kecepatan 3,6 m/s tentukan apakah jenis alirannya
laminer atau turbulen
Jawab
Jenis aliran laminer
14
Contoh Soal No. 2 Tentukan apakah aliran bersifat
laminer atau turbulen bila air pada temperatur
70o C mengalir dalam K copper tube berdiameter I
in dengan kecepatan sebesar 285 L/min.
Jawab
15
(No Transcript)
16
Aliran turbulen
17
Contoh Soal No. 3 Minyak SAE 10 pada temperatur
30oC mengalir dalam 2-in Schedule 40 steel pipe
dengan kecepatan sebesar 6 m/s Bila minyak
tersebut mempunyai specific gravity sebesar 0,89
tentukan jenis aliran yang terjadi
Jawab
18
Aliran turbulen
19

• JARI-JARI HIDROLIK
• Bila penampang pipa tidak berupa lingkaran, maka
  digunakan jari-jari hidrolik yang didefinisikan
  sebagai

Penampang lingkaran
20
Contoh Soal No. 4 Tentukan bilangan Reynold dari
aliran melalui saluran pada gambar d dengan debit
sebesar 0,16 m3 /s. Data saluran d 150 mm dan S
250 mm. Fluida yang mengalir adalah ethylene
glycol pada 25o C.
Jawab
21
(No Transcript)
22
Soal Latihan no. 1 A major water main is in an
18-in ductile iron pipe.Compute the Reynold
number if the pipe caries 16.5 ft3 /s of water at
50o F Answer 9.59x105
Soal Latihan no. 2 In a soft-drink bottling
plant, the concentrated syrup used to make
thedrink has a kinematic viscosity of 17.0
centistokes at 80o F. Compute the Reynold number
for the flow of 215 L/min of the syrup through a
1-in Type K copper tube Answer 1.06x104
Soal Latihan no. 3 Air with a specific weight of
12.5 M/m and a dynamic viscosity of 2.0x 10 Pa.s
flows through the shaded portion of the duct in
figure below at the rate of 150 m h. Calculate
the Reynold number of the flow. Answer 3.04x104