Mekanika Fluida II - · PDF fileFluida terkompresi statis 2. Fluida terkompresi dinamis. 3...

download Mekanika Fluida II -  · PDF fileFluida terkompresi statis 2. Fluida terkompresi dinamis. 3 Compressible Flow Natural gas well Tall Mountains. 4 Compressible fluid

If you can't read please download the document

Transcript of Mekanika Fluida II - · PDF fileFluida terkompresi statis 2. Fluida terkompresi dinamis. 3...

  • 1

    Mekanika Fluida IIMekanika Fluida II

    Fluida Tekompresi

  • 2

    Referensi Definisi

    1. Fluida terkompresi statis2. Fluida terkompresi dinamis

  • 3

    Compressible Flow

    Natural gas well

    Tall Mountains

  • 4

    Compressible fluid

    Fluida gas disebut compressible karena densitasnya bervariasi terhadap suhu dan tekanan =P M /RT Dalam perubahan elevasi yang kecil (contoh :

    tangki, pipa, dll), kita dapat mengabaikan efek perubahan tekanan terhadap elevasi.

    Namun dalam kasus umum :

    =

    ==

    o

    o

    RTzzMgPP

    Tfor

    )(exp

    :constT

    1212

    gdzdP =

  • 5

    Linear Temperature Gradient

    )( 00 zzTT =

    =z

    z

    p

    p zzTdz

    RMg

    pdp

    00)( 00

    RMg

    TzzTpzp

    =0

    000

    )()(

  • 6

    Persamaan di Atmosfer

    Asumsi linear

    RMg

    TzzTpzp

    =0

    000

    )()(

    Asumsi konstan

    00 )(

    0)(RT

    zzMg

    epzp

    =

  • 7

    Kondisi Isentropic

    v

    pC

    C

    PconstantP

    =

    ==

    11

    y

    PP

    TT

    1

    11

    =

    =

    =

    112

    1

    112

    1111RT

    zgMTTRT

    zgMPP

  • 8

    Contoh Kasus 1

    Suhu udara di dekat permukaan bumi akan turun sekitar 5 C setiap 1000 m elevasi. Jika suhu udara di permukaan tanah 15 C dan tekanannya 760 mm Hg, berapakah tekanan udara di puncak G. Ciremai 3800 m? Asusmsikan perilakunya mengikuti gas ideal.

  • 9

    Aliran Steady

    Batas kompresibilitas

    Pertimbangan Termodinamik Persamaan gas ideal Proses Reversibel Entropi Entalpi Kalor spesifik

    05.0>

  • 10

    Persamaan Dasar

    Massa

    Momentum Energi

    + constitutive relations + EOS

  • 11

    Aliran Steady 1-D

    Massa

    Momentum

    Energi

    + constitutive relations + EOS

  • 12

    Problem Isentropic

    + EOS

    Massa Momentum

    Energi

    Energi (II)

  • 13

    Quasi-Steady 1-D

    Diketahui aliran dalam suatu pipa yang lurus Diasumsikan tidak ada perubahan penampang saluran Terdapat boundary layer (BL) di dinding saluran yang

    merambatkan momentum dari fluida ke pipa (gaya gesek) Terdapat flux termal dari/ke dinding pipa jika ada gradien suhu di

    BL.

    High ReThin BL

  • 14

    Analisis Vol. Kontrol (Kek. Massa)

    21

    3 (sekitar pipa limit mendekati fluida)

  • 15

    Kekekalan Momentum arah -x

    21

    3 (sekitar pipa limit mendekati fluida)

  • 16

    Gaya Tekan

    Viscous normal stresses di 1 dan 2

    Viscous shear stress

    Viscous normal stresses pada Re tinggi bernilai kecil karena juga kecil dan berbatasnya gradien dalam aliran.

    Viscous shear stress di dinding pipa jauh membesar walaupun kecil, namun gradien gaya normal ke dinding juga membesar saat lapisan BL mengecil.

    kecil kecil diperhitungkan

  • 17

    Kekekalan Energi

    kecil

    = 0 (no-slip)

  • 18

    Summary

    Persamaan Kesetimbangan

    Diberikan volume kontrol mengecil pada arah-x

    21

    3

  • 19

    Kemudian ...

    Keliling basah pipa

    Fluks termal dinding ke anggota

    Tekanan dinding terhadap fluida(w positive)

  • 20

    Questions?

    Materi Mekanika Fluida II COMPRESSIBLE FLUIDSTORSlide 3Slide 4Slide 5Slide 6Slide 7Slide 8Steady Flow of Compressible FluidsBasic EquationOne Dimension Steady FlowSlide 12Slide 13Slide 14Slide 15Slide 16Slide 17Slide 18Slide 19Slide 20