Konsep Dasar Gerak Fluida – Apa Prinsip Dinamika Fluida

Perkenalan

Pada bab sebelumnya telah ditunjukkan bahwa situasi matematis yang tepat untuk gaya-gaya yang dikerjakan oleh fluida yang diam dapat diperoleh dengan mudah.Hal ini karena dalam hidrostatik hanya gaya tekanan sederhana yang terlibat.Ketika fluida bergerak dipertimbangkan, masalah analisisnya menjadi jauh lebih sulit.Tidak hanya besaran dan arah kecepatan partikel yang harus diperhitungkan, tetapi juga terdapat pengaruh kompleks dari viskositas yang menyebabkan tegangan geser atau gesekan antara partikel fluida yang bergerak dan pada batas yang memuatnya.Gerak relatif yang mungkin terjadi antara berbagai elemen benda fluida menyebabkan tekanan dan tegangan geser sangat bervariasi dari satu titik ke titik lainnya sesuai dengan kondisi aliran.Karena kompleksitas yang terkait dengan fenomena aliran, analisis matematis yang tepat hanya mungkin dilakukan dalam beberapa kasus, dan dari sudut pandang teknik, ada beberapa kasus yang tidak praktis. Oleh karena itu, perlu untuk memecahkan masalah aliran baik dengan eksperimen, atau dengan membuat asumsi penyederhanaan tertentu yang cukup untuk mendapatkan solusi teoritis.Kedua pendekatan ini tidak eksklusif satu sama lain, karena hukum dasar mekanika selalu valid dan memungkinkan sebagian metode teoretis untuk diadopsi dalam beberapa kasus penting.Penting juga untuk memastikan secara eksperimental sejauh mana penyimpangan dari kondisi sebenarnya sebagai akibat dari analisis yang disederhanakan.

Asumsi penyederhanaan yang paling umum adalah bahwa fluida tersebut ideal atau sempurna, sehingga menghilangkan efek viskos yang rumit.Ini adalah dasar hidrodinamika klasik, cabang matematika terapan yang mendapat perhatian dari para sarjana terkemuka seperti Stokes, Rayleigh, Rankine, Kelvin dan Lamb.Terdapat keterbatasan bawaan yang serius dalam teori klasik, namun karena air memiliki viskositas yang relatif rendah, air berperilaku seperti fluida nyata dalam banyak situasi.Oleh karena itu, hidrodinamika klasik dapat dianggap sebagai latar belakang yang paling berharga dalam mempelajari karakteristik gerak fluida.Bab ini membahas dinamika fundamental gerak fluida dan berfungsi sebagai pengantar dasar untuk bab-bab berikutnya yang membahas masalah-masalah lebih spesifik yang dihadapi dalam hidrolika teknik sipil.Tiga persamaan dasar penting gerak fluida yaitu persamaan kontinuitas, persamaan Bernoulli, dan momentum diturunkan dan penjelasan signifikansinya.Kemudian, keterbatasan teori klasik dipertimbangkan dan perilaku fluida nyata dijelaskan. Fluida yang tidak dapat dimampatkan diasumsikan seluruhnya.

Jenis aliran

Macam-macam gerak fluida dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1.Turbulen dan laminar

2. Rotasi dan irrotasional

3. Stabil dan tidak stabil

4. Seragam dan tidak seragam.

Pompa Limbah Submersible

Pompa aliran aksial seri MVS Pompa aliran campuran seri AVS (aliran aksial vertikal dan pompa limbah submersible aliran campuran) adalah produksi modern yang berhasil dirancang dengan mengadopsi teknologi modern asing.Kapasitas pompa baru 20% lebih besar dibandingkan pompa lama.Efisiensinya 3~5% lebih tinggi dari yang lama.

asd (1)

Aliran turbulen dan laminar.

Istilah-istilah ini menggambarkan sifat fisik aliran.

Dalam aliran turbulen, pergerakan partikel fluida tidak teratur dan terjadi pertukaran posisi yang serampangan. Masing-masing partikel mengalami trans yang berfluktuasi.kecepatan ayat sehingga gerakannya berliku-liku dan berliku-liku, bukan bujursangkar.Jika pewarna disuntikkan pada titik tertentu, pewarna akan berdifusi dengan cepat ke seluruh aliran aliran.Dalam kasus aliran turbulen dalam sebuah pipa, misalnya, pencatatan kecepatan sesaat pada suatu bagian akan menunjukkan distribusi perkiraan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1(a).Kecepatan tunak, seperti yang dicatat oleh alat ukur normal, ditunjukkan dalam garis putus-putus, dan jelas bahwa aliran turbulen dicirikan oleh kecepatan berfluktuasi yang tidak tunak yang ditumpangkan pada rata-rata tunak temporal.

asd (2)

Gambar 1(a) Aliran turbulen

asd (3)

Gambar 1(b) Aliran laminar

Dalam aliran laminar semua partikel fluida mengalir sepanjang jalur paralel dan tidak ada komponen kecepatan transversal.Perkembangan yang teratur sedemikian rupa sehingga setiap partikel mengikuti persis jalur partikel yang mendahuluinya tanpa ada penyimpangan.Dengan demikian, filamen tipis pewarna akan tetap seperti itu tanpa difusi.Terdapat gradien kecepatan transversal yang jauh lebih besar dalam aliran laminar (Gbr.1b) dibandingkan aliran turbulen. Misalnya, untuk pipa, rasio kecepatan rata-rata V dan kecepatan maksimum V max adalah 0,5 pada aliran turbulen dan 0 ,05 dengan aliran laminar.

Aliran laminar dikaitkan dengan kecepatan rendah dan fluida kental yang lamban. Dalam pipa dan hidrolik saluran terbuka, kecepatan hampir selalu cukup tinggi untuk memastikan aliran turbuden, meskipun lapisan laminar tipis tetap ada di dekat batas padat.Hukum aliran laminar telah dipahami sepenuhnya, dan untuk kondisi batas sederhana distribusi kecepatan dapat dianalisis secara matematis.Karena sifat alirannya yang tidak beraturan, aliran turbulen tidak dapat ditangani secara matematis, dan untuk penyelesaian permasalahan praktis, aliran turbulen perlu mengandalkan hubungan empiris atau semiempiris.

asd (4)

Pompa Kebakaran Turbin Vertikal

Nomor Model:XBC-VTP

Pompa pemadam kebakaran poros panjang vertikal Seri XBC-VTP adalah rangkaian pompa diffuser multistage satu tahap, diproduksi sesuai dengan Standar Nasional terbaru GB6245-2006.Kami juga menyempurnakan desain dengan mengacu pada standar Asosiasi Perlindungan Kebakaran Amerika Serikat.Hal ini terutama digunakan untuk pasokan air kebakaran di petrokimia, gas alam, pembangkit listrik, tekstil kapas, dermaga, penerbangan, pergudangan, gedung bertingkat tinggi dan industri lainnya.Hal ini juga dapat diterapkan pada kapal, tangki laut, kapal pemadam kebakaran, dan acara pasokan lainnya.

Aliran rotasi dan irrotasional.

Aliran dikatakan rotasi jika setiap partikel fluida mempunyai kecepatan sudut terhadap pusat massanya.

Gambar 2a menunjukkan distribusi kecepatan khas yang berhubungan dengan aliran turbulen melewati batas lurus.Karena distribusi kecepatan yang tidak seragam, sebuah partikel yang kedua sumbunya yang semula tegak lurus mengalami deformasi dengan derajat rotasi yang kecil. Pada Gambar 2a, mengalir dalam lingkaran

lintasan digambarkan, dengan kecepatan berbanding lurus dengan jari-jari.Kedua sumbu partikel berputar searah sehingga aliran kembali berputar.

asd (5)

Gambar 2(a) Aliran rotasi

Agar aliran menjadi irrotasional, distribusi kecepatan yang berdekatan dengan batas lurus harus seragam (Gbr.2b).Dalam kasus aliran pada lintasan melingkar, dapat ditunjukkan bahwa aliran irrotasional hanya akan terjadi jika kecepatannya berbanding terbalik dengan jari-jarinya.Sekilas pada Gambar 3, hal ini tampak keliru, namun jika diamati lebih dekat, terlihat bahwa kedua sumbu berputar berlawanan arah sehingga terdapat efek kompensasi yang menghasilkan orientasi rata-rata sumbu yang tidak berubah dari keadaan awal.

asd (6)

Gambar 2(b) Aliran irrotasional

Karena semua fluida mempunyai viskositas, rendahnya fluida nyata tidak pernah benar-benar mengalami rotasi, dan aliran laminar tentu saja sangat rotasional.Jadi aliran irrotasional merupakan suatu kondisi hipotetis yang akan menjadi kepentingan akademis saja jika bukan karena fakta bahwa dalam banyak kasus aliran turbulen, karakteristik rotasinya sangat tidak signifikan sehingga dapat diabaikan.Hal ini mudah dilakukan karena memungkinkan untuk menganalisis aliran irrotasional melalui konsep matematika hidrodinamika klasik yang telah disebutkan sebelumnya.

Pompa Tujuan Air Laut Sentrifugal

Nomor Model:ASN ASNV

Model ASN dan pompa ASNV adalah pompa sentrifugal casing volute split hisap ganda satu tahap dan transportasi bekas atau cair untuk pekerjaan air, sirkulasi AC, gedung, irigasi, stasiun pompa drainase, pembangkit listrik, sistem pasokan air industri, pemadam kebakaran sistem, kapal, bangunan dan sebagainya.

asd (7)

Aliran stabil dan tidak stabil.

Aliran dikatakan tunak bila kondisi pada suatu titik konstan terhadap waktu.Penafsiran yang ketat terhadap definisi ini akan mengarah pada kesimpulan bahwa aliran turbulen tidak pernah benar-benar stabil.Namun, untuk tujuan ini akan lebih mudah untuk menganggap pergerakan fluida secara umum sebagai kriteria dan fluktuasi tak menentu yang terkait dengan turbulensi hanya sebagai pengaruh sekunder.Contoh nyata aliran tunak adalah debit konstan dalam saluran atau saluran terbuka.

Sebagai akibat wajar, aliran menjadi tidak tunak jika kondisi berubah terhadap waktu.Contoh aliran tidak tunak adalah debit yang bervariasi pada suatu saluran atau saluran terbuka;ini biasanya merupakan fenomena sementara yang berurutan, atau diikuti oleh, pelepasan yang stabil.Familiar lainnya

contoh yang bersifat lebih periodik adalah gerak gelombang dan gerak siklik perairan besar pada arus pasang surut.

Sebagian besar permasalahan praktis dalam teknik hidrolik berkaitan dengan aliran tunak.Hal ini merupakan suatu keberuntungan, karena variabel waktu pada aliran tidak tunak sangat mempersulit analisis.Oleh karena itu, dalam bab ini, pertimbangan aliran tak tunak akan dibatasi pada beberapa kasus yang relatif sederhana.Penting untuk diingat, bagaimanapun, bahwa beberapa kejadian umum aliran tak tunak dapat direduksi menjadi keadaan tunak berdasarkan prinsip gerak relatif.

Jadi, permasalahan yang melibatkan kapal yang bergerak di air yang tenang dapat dirumuskan ulang sehingga kapal tersebut diam dan airnya bergerak;satu-satunya kriteria kesamaan perilaku fluida adalah kecepatan relatifnya harus sama.Sekali lagi, gerakan gelombang di perairan dalam dapat dikurangi menjadi

keadaan tunak dengan asumsi bahwa pengamat bergerak bersama gelombang dengan kecepatan yang sama.

asd (8)

Pompa Turbin Vertikal

Mesin diesel Pompa Drainase air poros inline sentrifugal multistage Turbin Vertikal Pompa drainase vertikal jenis ini terutama digunakan untuk memompa tanpa korosi, suhu kurang dari 60 °C, padatan tersuspensi (tidak termasuk serat, bubur jagung) kandungan kurang dari 150 mg/L air limbah atau air limbah.Pompa drainase vertikal tipe VTP ada pada pompa air vertikal tipe VTP, dan berdasarkan kenaikan dan kerahnya, atur tabung pelumasan oli adalah air.Dapat merokok suhu di bawah 60 °C, kirim mengandung butiran padat tertentu (seperti besi tua dan pasir halus, batu bara, dll.) dari limbah atau air limbah.

Aliran seragam dan tidak seragam.

Aliran dikatakan seragam bila tidak ada variasi besaran dan arah vektor kecepatan dari suatu titik ke titik lain sepanjang jalur aliran.Untuk memenuhi definisi ini, luas aliran dan kecepatan harus sama pada setiap penampang.Aliran tidak seragam terjadi ketika vektor kecepatan bervariasi menurut lokasi, contoh tipikal adalah aliran antara batas yang konvergen atau divergen.

Kedua kondisi aliran alternatif ini biasa terjadi dalam hidrolika saluran terbuka, meskipun sebenarnya, karena aliran seragam selalu mendekati secara asimtotik, maka keadaan ideal ini hanya didekati dan tidak pernah benar-benar tercapai.Perlu dicatat bahwa kondisi berhubungan dengan ruang dan bukan waktu dan oleh karena itu dalam kasus aliran tertutup (misalnya pipa bertekanan), kondisi tersebut tidak bergantung pada sifat aliran tunak atau tidak tunak.


Waktu posting: 29 Maret 2024