Tugas Mekanika Fluida Minggu ke-4, Darell Jeremia Sitompul
Pada tanggal 10 Maret lalu, saya belajar Mekanika Fluida dengan Pak DAI. Belajarnya bukan di kelas, tapi kami awalnya diajak untuk berkumpul di Lab CCIT Kukusan. Setelah kami hadir di Lab CCIT, Pak DAI mengajak kami untuk melihat sebuah tempat pemancingan untuk mengamati fluida.
RANGKUMAN
Saya diajak untuk berpikir lebih dalam dan menciptakan pertanyaan (mengandung unsur 5W+1H) dari sebuah parit yang sedang saya amati.
Mengapa air di parit dapat mengalir meskipun terlihat begitu datar di mata sendiri?
Sesuai dengan sifatnya, fluida dapat mengalir dari tempat yang tinggi menuju tempat dengan ketinggian yang lebih rendah. Jadi, meskipun parit tersebut terlihat datar, pasti terdapat perbedaan ketinggian yang menyebabkan air tersebut mengalir, meskipun perbedaan ketinggian itu kecil.
Pak DAI menyuruh kami mencari fenomena yang berkaitan dengan fluida di tempat ini dan saya menemukan 2 fenomena yang serupa, yang berhubungan dengan perbedaan ketinggian.
Pada foto diatas ini, saya menemukan bahwa air yang mengalir tersebut mencipatakan gelombang yang berbentuk lingkaran. Fenomena tersebut disebabkan karena aliran fluida yang awalnya mengarah keatas akhirnya dipengaruhi oleh perbedaan ketinggian. Dalam hal ini, perbedaan ketinggian tersebut ada di segala arah, maka dari itu, airnya mengalir ke segala arah (jadi bentuk lingkaran, meskipun lingkarannya tampak tidak merata)
Pada foto diatas ini, terlihat dua aliran yang memiliki kecepatan yang berbeda. Aliran yang satu (yang di bagian bawah foto) terlihat bergerak dengan leluasa, namun aliran yang kedua (yang ada di bawah jembatan), terlihat sangat tenang, hampir tidak ada pergerakan fluida. Hal ini disebabkan perbedaan ketinggian di aliran yang pertama lebih besar dibandingkan perbedaan ketinggian di aliran fluida yang kedua.
TUGAS CCIT
1. Apa itu aliran steady state? Berikan contohnya dalam fenomena nyata?
2. Apa itu Lagrange Method dan Euleriang Method?
3. Apa perbedaan antara aliran uniform dan aliran non-uniform? Berikan contohnya dalam fenomena nyata
4. Apa itu aliran laminar dan aliran turbulen? Apa perbedaan keduanya?
5. Apa itu streamline, streakline, dan pathline?
Jawab:
1. Steady state flow adalah aliran yang tidak memiliki perubahan kecepatan di setiap waktu (kecepatan konstan). Contohnya adalah aliran di sebuah pipa dengan kecepatan konstan, namun sebenarnya sangat sulit ditemukan di kehidupan nyata.
2. Lagrange Method adalah metode pendekatan dalam mempelajari gerak fluida dengan cara mengamati sebuah partikel fluida yang sedang bergerak dalam sebuah ruang. Pembelajaran ini berfokus pada satu partikel fluida. Contoh simple nya adalah jika kita mempelajari gerak sebuah mobil (kita anggap sebagai pertikel fluida) dari rumah (saat t = t0) sampai ke kampus (t = tfinal).
Eulerian Method adalah metode pendekatan dalam mempelajari gerak fluida dengan mempelajari sebuah control volume. Kita hanya mempelajari fluida yang mengalir melalui control volume yang kita definisikan. Contoh nya adalah kita mengamati udara di Fakultas Teknik yang melalui lobby gedung K.
3. Uniform Flow adalah aliran dimana pada sebuah bidang kecepatan aliran seragam. Meskipun pada bidang berikutnya terjadi perubahan kecepatan, di bidang tersebut juga kecepatan aliran tetap seragam.
Sedangkan non-uniform flow adalah aliran yang kecepatan aliran di suatu bidang tidak seragam (di satu bagian lebih lambat, dan di bagian yang lain lebih cepat).
Contoh uniform flow dalam kehidupan nyata adalah aliran pada pipa yang tidak kasar (walaupun sulit ditemukan), dan contoh non uniform flow di kehidupan nyata adalah aliran air di parit.
4. Aliran laminar adalah aliran dimana tidak terjadi pencampuran dari setiap partikel antar lapisan fluidanya, sehingga alirannya terlihat sangat stabil.
Aliran turbulen adalah aliran yang sangat acak dimana terjadi pencampuran sehingga alirannya terlihat tidak halus.
Perbedaan aliran laminar dan turbulen terdapat pada Reynolds number, dimana aliran laminar memiliki angka Reynolds dibawah 2300 dan aliran turbulen memiliki angka Reynolds diatas 4000.
Angka Reynolds dapat dihitung menggunakan persamaan
Re = ρVL/µ
untuk aliran pada bidang, dan
Re = ρVL/µ
untuk aliran pada pipa.
5. Streamline = Sebuah garis lintasan yang dibentuk oleh titik-titik singgung yang dilalui oleh fluida.
Streakline = Garis yang dibentuk oleh titik-titik fluida yang berasal dari sumber yang sama
Pathline = Titik-titik yang dilalui fluida di waktu tertentu
