Memahami berbagai jenis aliran fluida

Sebelumnya saya sudah menjelaskan tentang mekanika fluida dimana saya menyatakan bahwa dinamika fluida adalah salah satu cabangnya, yang berhubungan dengan aliran fluida. Ini berarti melibatkan gerakan fluida yang mengalami gaya yang tidak seimbang. Gerakan ini berlanjut selama gaya yang tidak seimbang diberikan. Yah, itu bukan tujuan kami di sini.

Hari ini Anda akan mengenal berbagai jenis aliran fluida karena fluida itu sendiri dapat diklasifikasikan ke dalam berbagai jenis tergantung pada variasi karakteristik fluida seperti kecepatan, densitas, dll. Metode analisis bervariasi dalam mekanika fluida, tergantung pada jenis aliran. Mari masuk ke topik diskusi kita, berbagai jenis aliran fluida. Anda juga akan mengenal berbagai jenis cairan.

Berbagai jenis aliran fluida

Aliran stabil dan tidak stabil:

Suatu aliran dikatakan tunak jika karakteristik fluidanya seperti massa jenis, kecepatan, dan tekanan pada suatu titik tidak berubah terhadap waktu. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai:

Dimana V adalah kecepatan fluida

P adalah tekanan fluida, dan

J adalah densitas fluida.

Aliran juga dapat diketahui tidak stabil ketika karakteristik fluida seperti kecepatan, tekanan, dan densitas pada suatu titik berubah terhadap waktu. Secara matematis dinyatakan sebagai:

Diagram aliran tunak dan tak tunak dalam mekanika fluida:

Alur seragam dan tidak seragam:

Aliran seragam adalah jenis aliran fluida di mana kecepatan aliran pada waktu tertentu tidak berubah terhadap ruang (sepanjang arah aliran). Itu juga dapat dinyatakan secara matematis sebagai:

Di sisi lain, aliran tidak seragam adalah jenis aliran fluida di mana kecepatan alirannya pada waktu tertentu berubah terhadap ruang. Secara matematis, aliran tak seragam dapat dinyatakan sebagai:

Diagram aliran seragam dan tidak seragam:

Aliran laminar dan turbulen

Jenis aliran fluida laminar adalah aliran di mana partikel fluidanya bergerak di sepanjang garis arus atau jalur yang ditentukan dengan baik. Ini terjadi dengan cara semua garis arus lurus dan sejajar satu sama lain. Dalam jenis aliran ini, partikel fluida dikatakan bergerak dalam lamina. Lapisan dalam aliran laminar meluncur mulus di atas lapisan yang berdekatan. Aliran dikatakan laminer jika bilangan Reynoldsnya lebih dari 4000.

Namun demikian, aliran turbulen adalah jenis aliran di mana partikel-partikel fluida bergerak secara zig-zag. Gerakan zig-zag ini membentuk turbulensi dan pusaran yang tinggi, menyebabkan kehilangan energi yang tinggi. Alirannya turbulen bila bilangan Reynoldsnya juga lebih besar dari 4000. Nah, aliran fluida dalam pipa yang memiliki bilangan Reynolds antara 2000 dan 4000 dikatakan dalam keadaan transisi. Sekarang Anda dapat melihat aliran laminar dan turbulen dalam aliran pipa yang dicirikan berdasarkan bilangan Reynold.

Diagram aliran laminar dan turbulen:

Aliran kompresibel dan inkompresibel

Dalam aliran kompresibel, kerapatan fluidanya berubah dari satu titik ke titik lain. Artinya, kepadatan tidak konstan. Misalnya, J tidak konstan.

Di sisi lain, aliran tak termampatkan adalah jenis aliran di mana kerapatan fluida konstan dari satu titik ke titik lainnya. yaitu, cairan umumnya tidak dapat dimampatkan dan gas dapat dimampatkan. J=konstan. Dimana J adalah densitas fluida.

Aliran rotasi dan irrotasi

Aliran rotasi adalah jenis aliran di mana partikel fluida berputar pada sumbunya sendiri saat mengalir di sepanjang garis arus. Aliran irrotational terjadi jika partikel fluida tidak berotasi saat mengalir sepanjang garis arus terhadap sumbunya sendiri. Akhirnya,

Aliran satu, dua, dan tiga dimensi

Aliran fluida satu dimensi adalah jenis aliran fluida di mana parameter alirannya seperti kecepatan dinyatakan sebagai fungsi waktu dan koordinat satu ruang. Hal ini dapat dinyatakan sebagai,

u =f (x, y), v=0; w=0;

Kecepatan sepanjang arah y dan z yaitu, v dan w dianggap dapat diabaikan.

Kedua, aliran dua dimensi adalah aliran yang kecepatannya merupakan fungsi waktu dan dua koordinat ruang segi empat. Ini dianggap dapat diabaikan ketika kecepatan mengalir di sepanjang arah ketiga. Yaitu,

u =f (x, y); v =g (x, y); w =0;

Akhirnya, aliran tiga dimensi adalah jenis aliran fluida di mana kecepatan adalah fungsi waktu dan tiga koordinat ruang persegi panjang yang saling tegak lurus (x, y, dan z). yaitu,

u =f (x, y, z); v =g (x, y, z); w =h (x, y, z)

Tonton video di bawah ini untuk mempelajari aliran fluida dalam mekanika fluida

sekarang biarkan kesempatan ini membahas berbagai jenis cairan.

Jenis cairan

Di bawah ini adalah berbagai jenis cairan:

Cairan yang ideal – jenis fluida ini tidak dapat dimampatkan dan viskositasnya tidak termasuk dalam kategori fluida ideal. Dikatakan imajiner, yaitu cairan tidak ada dalam kenyataan.

Sangat cair – cairan ini nyata karena memiliki viskositas.

Cairan Newtonian – ini adalah saat fluida mematuhi hukum viskositas Newton.

Cairan Non-Newtonian – ketika fluida tidak mematuhi hukum viskositas Newton.

Cairan plastik ideal – jenis fluida ini diketahui ketika tegangan geser sebanding dengan gradien kecepatan dan tegangan geser lebih besar dari nilai luluh.

Cairan tak termampatkan – ini adalah saat densitas fluida tidak berubah dengan penerapan gaya eksternal.

Cairan kompresibel – adalah ketika densitas fluida berubah dengan penerapan gaya eksternal.

Tabel di bawah menunjukkan densitas dan viskositas berbagai jenis cairan

Jenis cairan	Kepadatan	Viskositas
Cairan yang ideal	Konstan	Nol
Sangat cair	Variabel	Bukan nol
Cairan Newtonian	Konstanta/ Variabel	T=u(dudy)
Cairan Non-Newtonian	Konstanta/ Variabel	Tu(dudy)
Cairan tak termampatkan	Konstan	Bukan nol/ nol
Cairan kompresibel	Variabel	Bukan nol/ nol

Kesimpulan

Itu saja untuk artikel “Berbagai jenis aliran fluida” di mana kami juga mencantumkan jenis fluida yang tersedia.

Saya harap Anda menyukai bacaannya, jika demikian, silakan bagikan dengan siswa lain. Terima kasih sudah membaca. Sampai jumpa lagi!