Sifat-sifat Cairan, Apa Jenis Cairannya?

Gambaran umum

Suatu fluida, sesuai dengan namanya, dicirikan oleh kemampuannya untuk mengalir. Berbeda dengan benda padat, ia mengalami deformasi akibat tegangan geser, betapapun kecilnya tegangan geser tersebut.Satu-satunya kriteria adalah bahwa waktu yang cukup harus berlalu agar deformasi dapat terjadi.Dalam pengertian ini fluida tidak berbentuk.

Fluida dapat dibedakan menjadi cair dan gas.Suatu zat cair hanya dapat dimampatkan sedikit dan terdapat permukaan bebas bila ditempatkan dalam bejana terbuka.Sebaliknya gas selalu memuai untuk mengisi wadahnya.Uap adalah gas yang mendekati wujud cair.

Cairan yang menjadi perhatian utama insinyur adalah air.Ini mungkin mengandung hingga tiga persen udara dalam larutan yang pada tekanan sub-atmosfer cenderung dilepaskan.Ketentuan harus dibuat untuk hal ini ketika merancang pompa, katup, saluran pipa, dll.

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.

sebagai (1)

Sifat fisik utama fluida dijelaskan sebagai berikut:

Kepadatan (ρ)

Massa jenis suatu fluida adalah massanya per satuan volume.Dalam sistem SI dinyatakan dalam kg/m3.

Air berada pada kepadatan maksimum 1000 kg/m23pada suhu 4°C.Ada sedikit penurunan massa jenis dengan meningkatnya suhu tetapi untuk tujuan praktis massa jenis air adalah 1000 kg/m33.

Massa jenis relatif adalah perbandingan massa jenis suatu zat cair dengan massa jenis air.

Massa spesifik (w)

Massa jenis suatu fluida adalah massanya per satuan volume. Dalam sistem Si, dinyatakan dalam N/m3.Pada suhu normal, w adalah 9810 N/m3atau 9,81 kN/m3(kira-kira 10 kN/m3 untuk kemudahan perhitungan).

Berat jenis (SG)

Berat jenis suatu fluida adalah perbandingan antara massa suatu volume zat cair dengan massa volume air yang sama.Jadi, ini juga merupakan rasio massa jenis fluida terhadap massa jenis air murni, yang biasanya semuanya pada suhu 15°C.

sebagai (2)

Pompa titik sumur Vacuum Priming

Nomor Model:TWP

Pompa Air Titik Sumur self-priming Mesin Diesel Bergerak seri TWP untuk keadaan darurat dirancang bersama oleh DRAKOS PUMP dari Singapura dan perusahaan REEOFLO di Jerman.Rangkaian pompa ini dapat mengangkut semua jenis partikel yang mengandung media bersih, netral, dan korosif.Mengatasi banyak kesalahan pompa self-priming tradisional.Struktur lari kering unik pompa self-priming semacam ini akan menyala secara otomatis dan memulai ulang tanpa cairan untuk permulaan pertama, Kepala hisap bisa lebih dari 9 m;Desain hidrolik yang sangat baik dan struktur unik menjaga efisiensi tinggi lebih dari 75%.Dan pemasangan struktur berbeda untuk opsional.

Modulus massal (k)

atau tujuan praktis, cairan dapat dianggap tidak dapat dimampatkan.Namun, ada kasus-kasus tertentu, seperti aliran tidak tunak dalam pipa, dimana kompresibilitas harus diperhitungkan.Modulus elastisitas sebagian besar, k, diberikan oleh:

sebagai (3)

dimana p adalah peningkatan tekanan yang bila diterapkan pada volume V, mengakibatkan penurunan volume AV.Karena penurunan volume harus dikaitkan dengan peningkatan kepadatan secara proporsional, Persamaan 1 dapat dinyatakan sebagai:

sebagai (4)

atau air,k kira-kira 2.150 MPa pada suhu dan tekanan normal.Oleh karena itu air memiliki kompresibilitas sekitar 100 kali lebih besar dibandingkan baja.

Cairan ideal

Fluida ideal atau sempurna adalah fluida yang tidak terdapat tegangan tangensial atau tegangan geser antar partikel fluida.Gaya-gaya selalu bekerja secara normal pada suatu penampang dan terbatas pada gaya-gaya tekanan dan percepatan.Tidak ada fluida nyata yang sepenuhnya sesuai dengan konsep ini, dan untuk semua fluida yang bergerak terdapat tegangan tangensial yang mempunyai efek meredam gerakan tersebut.Namun, beberapa cairan, termasuk air, mendekati cairan ideal, dan asumsi yang disederhanakan ini memungkinkan metode matematis atau grafis untuk diadopsi dalam penyelesaian permasalahan aliran tertentu.

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.

sebagai (5)

Viskositas

Viskositas suatu fluida adalah ukuran ketahanannya terhadap tegangan tangensial atau tegangan geser.Itu muncul dari interaksi dan kohesi molekul fluida.Semua fluida nyata mempunyai viskositas, meskipun pada derajat yang berbeda-beda.Tegangan geser pada benda padat sebanding dengan regangan sedangkan tegangan geser pada zat cair sebanding dengan laju regangan geser. Oleh karena itu, tidak ada tegangan geser pada zat cair yang diam.

sebagai (6)

Gambar 1. Deformasi kental

Misalkan suatu fluida terkurung di antara dua pelat yang jaraknya sangat dekat y (Gbr. 1).Pelat bawah diam sementara pelat atas bergerak dengan kecepatan v. Pergerakan fluida diasumsikan terjadi dalam serangkaian lapisan atau lamina yang sangat tipis, bebas meluncur satu sama lain.Tidak ada aliran silang atau turbulensi.Lapisan yang berdekatan dengan pelat diam berada dalam keadaan diam sedangkan lapisan yang berdekatan dengan pelat bergerak mempunyai kecepatan v. Laju regangan geser atau gradien kecepatan adalah dv/dy.Viskositas dinamis atau, lebih sederhananya, viskositas μ diberikan oleh

sebagai (7)

Sehingga:

sebagai (8)

Ekspresi tegangan viskos ini pertama kali didalilkan oleh Newton dan dikenal sebagai persamaan viskositas Newton.Hampir semua fluida mempunyai koefisien proporsionalitas yang konstan dan disebut sebagai fluida Newton.

sebagai (9)

Gambar.2.Hubungan antara tegangan geser dan laju regangan geser.

Gambar 2 adalah representasi grafis dari Persamaan 3 dan menunjukkan perbedaan perilaku benda padat dan cair di bawah tekanan geser.

Viskositas dinyatakan dalam centipoise (Pa.s atau Ns/m2).

Dalam banyak soal mengenai gerak fluida, viskositas muncul dengan densitas dalam bentuk μ/p (tidak bergantung pada gaya) dan lebih mudah menggunakan istilah tunggal v, yang dikenal sebagai viskositas kinematik.

Nilai ν untuk minyak berat bisa mencapai 900 x 10-6m2/s, sedangkan untuk air yang mempunyai viskositas relatif rendah hanya 1,14 x 10?m2/s pada 15° C. Viskositas kinematik suatu cairan berkurang seiring dengan meningkatnya suhu.Pada suhu kamar, viskositas kinematik udara sekitar 13 kali lipat dari air.

Tegangan permukaan dan kapilaritas

Catatan:

Kohesi adalah daya tarik yang dimiliki molekul serupa satu sama lain.

Adhesi adalah gaya tarik-menarik yang dimiliki oleh molekul-molekul yang berbeda satu sama lain.

Tegangan permukaan adalah sifat fisik yang memungkinkan setetes air tertahan dalam keadaan tersuspensi pada keran, bejana berisi cairan sedikit di atas tepinya namun tidak tumpah, atau jarum mengapung di permukaan cairan.Semua fenomena ini disebabkan oleh kohesi antar molekul pada permukaan cairan yang berdekatan dengan cairan atau gas lain yang tidak dapat bercampur.Seolah-olah permukaannya terdiri dari membran elastis, yang diberi tekanan seragam, yang cenderung selalu berkontraksi pada area permukaan.Jadi kita menemukan bahwa gelembung gas dalam cairan dan tetesan uap air di atmosfer berbentuk kira-kira bulat.

Gaya tegangan permukaan yang melintasi garis khayal pada permukaan bebas sebanding dengan panjang garis dan bekerja dalam arah tegak lurus terhadap garis tersebut.Tegangan permukaan per satuan panjang dinyatakan dalam mN/m.Besarannya cukup kecil, yaitu sekitar 73 mN/m untuk air yang bersentuhan dengan udara pada suhu kamar.Ada sedikit penurunan pada puluhan permukaanimenyala seiring dengan meningkatnya suhu.

Dalam sebagian besar aplikasi hidrolika, tegangan permukaan tidak terlalu penting karena gaya-gaya yang terkait umumnya dapat diabaikan jika dibandingkan dengan gaya-gaya hidrostatik dan dinamis.Tegangan permukaan hanya penting jika terdapat permukaan bebas dan dimensi batasnya kecil.Jadi dalam kasus model hidrolik, efek tegangan permukaan, yang tidak berpengaruh pada prototipe, dapat mempengaruhi perilaku aliran dalam model, dan sumber kesalahan dalam simulasi ini harus dipertimbangkan ketika menafsirkan hasil.

Efek tegangan permukaan sangat terasa pada kasus tabung dengan lubang kecil yang terbuka ke atmosfer.Ini mungkin berbentuk tabung manometer di laboratorium atau pori-pori terbuka di dalam tanah.Misalnya sebuah tabung gelas kecil dicelupkan ke dalam air, maka akan didapati bahwa air naik di dalam tabung tersebut, seperti terlihat pada Gambar 3.

Permukaan air di dalam tabung, atau disebut meniskus, berbentuk cekung ke atas.Fenomena ini dikenal sebagai kapilaritas, dan kontak tangensial antara air dan kaca menunjukkan bahwa kohesi internal air lebih kecil daripada daya rekat antara air dan kaca.Tekanan air di dalam tabung yang berdekatan dengan permukaan bebas lebih kecil dari tekanan atmosfer.

sebagai (10)

Gambar 3. Kapilaritas

Perilaku merkuri agak berbeda, seperti ditunjukkan pada Gambar 3(b). Karena gaya kohesi lebih besar daripada gaya adhesi, sudut kontaknya lebih besar dan meniskusnya menghadap atmosfer cembung dan tertekan.Tekanan yang berdekatan dengan permukaan bebas lebih besar dari tekanan atmosfer.

Efek kapilaritas pada manometer dan gelas ukur dapat dihindari dengan menggunakan tabung yang diameternya tidak kurang dari 10 mm.

sebagai (11)

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.

Tekanan uap

Molekul cairan yang memiliki energi kinetik yang cukup diproyeksikan keluar dari badan utama cairan pada permukaan bebasnya dan masuk ke dalam uap.Tekanan yang diberikan oleh uap ini dikenal sebagai tekanan uap, P,.Peningkatan suhu dikaitkan dengan agitasi molekul yang lebih besar dan dengan demikian peningkatan tekanan uap.Ketika tekanan uap sama dengan tekanan gas di atasnya, cairan akan mendidih.Tekanan uap air pada 15°C adalah 1,72 kPa(1,72 kN/m2).

Tekanan atmosfir

Tekanan atmosfer di permukaan bumi diukur dengan barometer.Di permukaan laut, tekanan atmosfer rata-rata 101 kPa dan distandarisasi pada nilai ini.Ada penurunan tekanan atmosfer seiring dengan ketinggian;misalnya, pada jarak 1.500 m dikurangi menjadi 88 kPa.Setara kolom air memiliki ketinggian 10,3 m di atas permukaan laut, dan sering disebut sebagai barometer air.Ketinggiannya bersifat hipotetis, karena tekanan uap air akan menghalangi tercapainya ruang hampa total.Merkuri merupakan cairan barometrik yang jauh lebih unggul, karena tekanan uapnya dapat diabaikan.Selain itu, kepadatannya yang tinggi menghasilkan kolom dengan ketinggian yang wajar - sekitar 0,75 m di permukaan laut.

Karena sebagian besar tekanan yang ditemui dalam hidrolika berada di atas tekanan atmosfer dan diukur dengan instrumen yang mencatat secara relatif, akan lebih mudah untuk menganggap tekanan atmosfer sebagai datum, yaitu nol.Tekanan kemudian disebut sebagai tekanan pengukur bila berada di atas tekanan atmosfer dan tekanan vakum bila di bawahnya.Jika tekanan nol sebenarnya diambil sebagai datum, maka tekanan dikatakan absolut.Dalam Bab 5 dimana NPSH dibahas, semua angka dinyatakan dalam barometer air absolut, yaitu tinggi muka laut = 0 bar gauge = 1 bar absolut =101 kPa=10,3 m air.


Waktu posting: 20 Maret 2024