GERAK ALIRAN FLUIDA

GERAK ALIRAN FLUIDA

Sebelum melangkah lebih jauh, alangkah baiknya jika kita mengenali ciri-ciri umum lainnya dari aliran fluida.

1. Aliran fluida bisa berupa aliran tunak (steady) dan aliran tak tunak (non-steady). Maksudnya aliran fluida dikatakan aliran tunak jika kecepatan setiap partikel di suatu titik sesalu sama. Katakanlah partikel fluida dengan kecepatan tertentu di titik B. Ketika partikel fluida lainnya yang nyusul dari belakang melewati titik A, kecepatan alirannya sama dengan partikel fluida yang bergerak mendahului mereka. Hal ini terjadi apabila laju aliran fluida rendah. Contohnya adalah aliran air yang mengalir dengan tenang. Lalu bagaimanakah dengan aliran tak-tunak? aliran tak tunak berlawanan dengan aliran tunak. Jadi kecepatan partikel fluida di suatu titik yang sama selalu berubah. Kecepatan partikel fluida yang duluan berbeda dengan kecepatan partikel fluida yang belakang.
2. Aliran fluida bisa berupa aliran termampatkan (compressible) dan aliran tak-termapatkan (incompressible). Jika fluida yang mengalir mengalami perubahan volume (atau massa jenis) ketika ditekan, maka aliran fluida tersebut dikatakan tak termampatkan. Kebanyakan zat cari yang mengalir bersifat tak-termampatkan.
3. Aliran fluidaa bisa berupa aliran berolak (rotational) dan aliran tak bertolak (irrotational).
4. Aliran fluida bisa berupa aliran kental (viscous) dan aliran tak kental (non-viscous). Kekentalan dalam fluida itu mirip seperti gesekan pada benda padat. Makin kental fluida, gesekan antara partikel fluida makin besar. Mengenai viskositas atau kekentalan akan kita kupas tuntas dalam pokok bahasan tersendiri.

Gerak fluida adalah Aliran fluida ditandai dengan medan vektor kecepatan dalam ruang tiga dimensi, dalam kerangka mekanika kontinum. Arus,streamlines streaklines, dan pathlines adalah garis-garis medan yang dihasilkan dari ini deskripsi medan vektor dari arus. Mereka hanya berbeda ketika perubahan arus dengan waktu. Yaitu ketika aliran tidak stabil.

Arus adalah keluarga dari kurva yang instan bersinggungan dengan vektor kecepatan aliran. Ini menunjukkan arah elemen fluida tak bermassa akan melakukan perjalanan di setiap titik waktu.

Ada 4 Jenis Gerak Fluida yaitu: 
1. Streamline 
2. Streakline 
3. Pathline 
4. Streamtube

1. Streamline

              Streamline adalah garis yang tangensial pada setiap titik pada kecepatan dan pada waktu tertentu dengan syarat tidak perpotongan satu sama lainnya atau sembarang garis yang dilukiskan dalam medan aliran,dimana setiap garis singgung pada setiap titik dlam garis tersebut menyatakan arah kecepatan aliran.

           Perhatikan gambar diatas! Gambar di atas menunjukan suatu aliran fluida yang berada di dalam tabung yang memiliki vektor kecepatan. Dimana didalam tabung tsb terdapat aliran-aliran fluida yang di tnjukan oleh garis putus – putus. Ketika aliran fluida tsb mengalir melalui tabung disitu lah letak stream lines. 

2. Streakline      

        Streaklines adalah garis yang menghubungkan semua partikel yang telah melewati posisi euler yang benar dan tepat.Atau gabungan garis/lintasan dari sejumlah partikel yang mengalir,dimana identitas partikel sudah di ketahui dan partikel tersebut pernah lewat titik yang sama. 

 

 

 

 

 

 

          Perhatikan gambar diatas, gambar diatas menunjukan suatu molekul yang berada dalam suatu pipayang diberi lubang di ujungnya untuk memberi jalan fluida masuk, ketikaT(waktu)=0 fluida tersebut berada di luar belum diberi tekanan. Ketika tekanan masuk dan T(waktu)=1 molekul A mulai masuk ke dalam tabung tersebut dan molekul B baru akan memasuki tabung tersebut.

        Ketika T (waktu)=2. Molekul A bergerak ke bawah, dan molekul B menggantikan posisi yang telah dilewati, disitu lah streaklines berada. Dan ketika t(waktu)=3 terjadi lagi pergeseran yang menunjukan molekul A bergerak ke arah selanjutnya dan molekul B menggantikan posisi molekul A. Dan seterusnya. Dari pergerakan di atas dapat disimpulkan bahwa streaklines adalah garis yang menghubungkan semua partikel yang telah melewati posisi euler yang benar dan tepat.

 

3. Pathline 

 

          Pathline adalah garis jejak/jejak partikel sebagai fungsi waktu.Pathline juga dapat dikatakan garis yang dilalui pertikel terentu dalam suatu periode.Atau lintasan yang dibentuk oleh sebuah partikel yang bergerak dalam aliran.

 

           Perhatikan gambar diatas, ada dua molekul dalam suatu pipa. Molekul A dan B. Ketika molekul di beri tekanan T(waktu)=1 molekul bergerak sehingga menimbulkan perpindahan  posisi pada molekul dan meninggalkan jejak yang telah di lewatinya yang di gambarkan pada gambar diatas garis merah di situ lah letak pathlines, ketika T(waktu)=2 molekul bergerak lagi ke arah seperti gambar diatas. Sehingga menimbulkan pathlines baru.

 

 

4. Streamtube

 

          Streamtube adalah garis – garis streamlines yang berada pada suatu pipa yang membentuk suatu aliran pipa di dalamnya dan  memiliki kecepatan vektor.