Klasifikasi dan Jenis Aliran Dalam Mekanika Fluida
Fluida adalah zat yang mengalir atau berubah bentuk dan memiliki kecenderungan untuk mengalir. Ketika fluida mengalir melalui suatu titik atau jalur, terdapat berbagai parameter yang terkait dengan aliran fluida berubah dalam pola yang berbeda. Dua parameter umum dalam setiap aliran fluida adalah tekanan fluida dan kecepatan aliran partikel fluida. Aliran fluida dapat dibagi menjadi pola yang berbeda berdasarkan variasi parameter aliran dengan mempertimbangkan waktu dan jarak.
 |
| Aliran Fluida |
1. Aliran Steady dan Unsteady
a. Aliran fluida steady (stabil)
Aliran fluida steady (stabil) adalah aliran yang kondisi (kecepatan, tekanan, dan penampang) dapat bervariasi dari satu titik ke titik lainnya, tetapi tidak berubah seiring waktu. Namun pada kenyataannya, sangat jarang aliran seperti itu dengan parameter yang benar-benar konstan dari waktu ke waktu. Parameter biasanya berubah seiring waktu tetapi berada dalam kisaran yang kecil sehingga rata-rata parameter tertentu tetap konstan selama jangka waktu tertentu.
b. Aliran fluida unsteady (Tidak Stabil)
Aliran fluida unsteady (Tidak Stabil) adalah aliran pada suatu titik fluida dimana kondisinya berubah seiring waktu, sehingga aliran tersebut dikatakan tidak stabil. Dalam praktiknya selalu ada sedikit perbedaan dalam kecepatan dan tekanan, tetapi jika nilai rata-rata konstan, aliran dianggap konstan.
2. Aliran Uniform dan non-Uniform
a. Aliran fluida Uniform (Seragam)
Aliran fluida Uniform (Seragam) adalah aliran fluida Jika parameter aliran tetap konstan dengan jarak sepanjang jalur aliran. Untuk aliran yang seragam, luas penampang aliran harus tetap konstan. Jadi contoh aliran fluida seragam adalah aliran fluida melalui pipa dengan diameter yang konstan.
b. Aliran fluida non-uniform (Tidak seragam)
Aliran fluida tidak seragam adalah aliran fluida yang terjadi jika parameter aliran berubah dan divariasikan pada titik yang berbeda pada jalur aliran fluida. Dalam kenyataannya setiap fluida yang mengalir di dekat suatu batas padat akan menjadi tidak seragam karena fluida pada batas tersebut pasti mempunyai kecepatan batas, biasanya nol. Namun biasanya aliran fluida dapat diasumsikan seragam jika bentuk dan ukurannya penampang aliran fluida adalah konstan.
3. Dimensi aliran (satu,dua, dan tiga)
Secara umum, semua jenis fluida mengalir dalam bentuk tiga dimensi, bervariasi ke segala arah dengan tekanan dan kecepatan serta sifat aliran lainnya. Istilah satu, dua atau tiga dimensi aliran fluida mengacu pada jumlah ruang terkoordinasi yang diperlukan untuk menggambarkan aliran. Pada kenyataannya secara fisik aliran fluida apa pun umumnya berbentuk tiga dimensi. Tetapi dalam kasus tertentu untuk kebutuhan analisa dan perhitungan aliran fluida terdapat kesulitan untuk melakukan analisa mendalam pada ketiga dimensi. Oleh karena itu dilakukan penyederhanaan dengan mengabaikan perubahan yang mengalir ke salah satu arah, sehingga mengurangi kerumitan perhitungan aliran fluida. Sehingga dimungkinkan untuk mereduksi masalah tiga dimensi menjadi masalah dua dimensi, bahkan masalah satu dimensi pada waktu tertentu.
4. Aliran Rotational dan Irrotational
Momentum sudut elemen fluida dianalisis untuk mengklasifikasikan aliran apa pun sebagai rotasi atau irotasional. Artinya dalam suatu aliran rotasi pasti ada beberapa deformasi pada elemen fluida. Deformasi elemen fluida atau regangan geser tersebut tentunya disebabkan oleh gaya tangensial dan tegangan geser. Tegangan geser tersebut disebabkan oleh viskositas, sehingga aliran fluida kental bersifat rotasi. Meskipun ini tidak berarti bahwa aliran cairan dengan viskositas rendah atau ideal selalu tidak berotasi.
a. Aliran fluida Rotational
Aliran rotational adalah jenis aliran fluida di mana partikel fluida juga berputar pada porosnya sendiri saat mengalir di sepanjang garis aliran.
b. Aliran Fluida Irrotational
Aliran Irrotational adalah jenis aliran fluida di mana partikel fluida tidak berputar pada porosnya sendiri saat mengalir di sepanjang garis aliran.
5. Aliran Fluida Laminar dan Turbulent
a. Aliran Laminar
Aliran fluida laminar adalah jenis aliran di mana partikel fluida bergerak di sepanjang jalur atau aliran yang ditentukan dengan baik, dan semua garis aliran lurus dan paralel. Dalam aliran ini, lapisan fluida bergerak sejajar satu sama lain dan tidak saling bersilangan.
b. Aliran Turbulent
Aliran Turbulen adalah jenis aliran di mana partikel fluida bergerak secara acak. Karena pergerakan partikel fluida tersebut, sehingga terbentuk pusaran yang berpotensi mengurangi energi pada fluida. Tegangan geser pada aliran turbulen lebih tinggi dari pada aliran laminar. Dengan peningkatan kecepatan aliran, gaya awal meningkatkan Bilangan Reynolds. Untuk aliran sedang, bilangan Reynolds di bawah 2000 dan untuk aliran turbulen, di atas 2300. Untuk zona transisi antara kedua jenis, bilangan Reynolds bervariasi antara 2000–4000.
6. Aliran compressible dan Incompressible
Semua cairan dapat dimampatkan - bahkan air - kepadatannya akan berubah saat tekanan sedikit berubah. Dalam kondisi stabil, dan asalkan perubahan tekanan kecil, dimungkinkan untuk menyederhanakan analisis aliran dan mengasumsikan bahwa aliran tersebut tidak dapat dimampatkan dan memiliki kerapatan yang konstan.
a. Aliran Fluida Compressible (Terkompresi)
Aliran Aliran Fluida Compressible adalah salah satu jenis aliran fluida yang massa jenis fluida bervariasi dari satu titik ke titik lain atau bisa dikatakan massa jenis (ρ) tidak konstan untuk fluida tersebut. Pada fluida jenis ini ukuran atau volume daripada fluida dapat diperkecil dengan cara dimampatkan (compressible).
b. Aliran Fluida Incompressible (Tidak Terkompresi)
Aliran Fluida Incompressible adalah jenis aliran di mana massa jenis atau kepadatan aliran fluida adalah konstan. Pada fluida jenis Cair umumnya tidak dapat dimampatkan sedangkan untuk fluida jenis gas dapat dimampatkan. Mengkompresi cairan cukup sulit sehingga dalam kondisi paling stabil, cairan tersebut dianggap tidak memenuhi syarat compressible. Dalam beberapa kondisi yang tidak stabil, mungkin ada perbedaan tekanan yang sangat tinggi dan ini perlu juga diperhitungkan untuk cairan.
Referensi :
https://www.theengineerspost.com/
https://www.dummies.com/
http://www.mechanicalwalkins.com/
https://learnmechanical.com/
Post a Comment for "Klasifikasi dan Jenis Aliran Dalam Mekanika Fluida"