Menguasai Aliran Fluida: Jenis, Perilaku, dan Aplikasi

Sebelumnya saya telah menjelaskan mekanika fluida di mana saya menyatakan bahwa dinamika fluida adalah salah satu cabangnya, ini berhubungan dengan aliran fluida. Ini berarti melibatkan gerakan fluida yang tertarik pada gaya tidak seimbang. Gerakan ini berlanjut selama gaya tidak seimbang diberlakukan. Baik, itu bukan tujuan kami di sini.

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

Berbagai jenis aliran fluida

Aliran Stabil dan Tidak Stabil:

Aliran dikatakan stabil ketika karakteristik fluida seperti densitas, kecepatan, dan tekanan pada suatu titik tidak berubah seiring waktu. Ini dapat diekspresikan secara matematis sebagai:

Di mana V adalah kecepatan fluida

P adalah tekanan fluida, dan

J adalah densitas fluida.

Aliran juga dapat dikatakan tidak stabil ketika karakteristik fluida seperti kecepatan, tekanan, dan densitas pada suatu titik berubah seiring waktu. Ini diekspresikan secara matematis sebagai:

Diagram aliran stabil dan tidak stabil dalam mekanika fluida:

Aliran Seragam dan Tidak Seragam:

Aliran seragam adalah jenis aliran fluida di mana kecepatan aliran pada waktu tertentu tidak berubah terhadap ruang (sepanjang arah panjang aliran). Ini juga dapat diekspresikan 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 tidak seragam dapat diekspresikan sebagai:

Diagram aliran seragam dan tidak seragam:

Aliran Laminar dan Turbulen

Jenis aliran fluida laminar adalah aliran di mana partikel fluida bergerak sepanjang aliran atau jalur yang terdefinisi dengan baik. Ini terjadi sedemikian rupa sehingga semua garis aliran lurus dan sejajar satu sama lain. Dalam jenis aliran ini, partikel fluida dikatakan bergerak dalam lapisan. Lapisan dalam aliran laminar mengunci halus di atas lapisan yang berdekatan. Aliran dikatakan laminar ketika bilangan Reynolds lebih dari 4000.

Namun, aliran turbulen adalah jenis aliran di mana partikel fluida bergerak secara zig-zag. Gerakan zig-zag ini membentuk turbulensi tinggi dan eddi, yang mengakibatkan kehilangan energi tinggi. Aliran dikatakan turbulen ketika bilangan Reynolds juga lebih dari 4000. Baik, aliran fluida dalam pipa yang memiliki bilangan Reynolds antara 2000 dan 4000 dikatakan berada dalam kondisi transisi. Sekarang Anda dapat melihat aliran laminar dan turbulen dalam aliran pipa dikarakterisasi berdasarkan bilangan Reynolds.

Diagram aliran laminar dan turbulen:

Aliran Kompresibel dan Tidak Kompresibel

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

Di sisi lain, aliran tidak kompresibel adalah jenis aliran di mana densitas fluida konstan dari satu titik ke titik lain. i.e., cairan umumnya tidak kompresibel dan gas kompresibel. J=konstan. Di mana J adalah densitas fluida.

Aliran Rotasional dan Tidak Rotasional

Aliran rotasional adalah jenis aliran di mana partikel fluida berputar pada sumbu mereka sendiri sambil mengalir sepanjang garis aliran. Aliran tidak rotasional terjadi jika partikel fluida tidak berputar sambil mengalir sepanjang garis aliran tentang sumbu mereka sendiri. Terakhir,

Aliran Satu-, Dua-, dan Tiga-Dimensi

Aliran fluida satu dimensi adalah jenis aliran fluida di mana parameter aliran seperti kecepatan diekspresikan sebagai fungsi waktu dan satu koordinat ruang. Ini dapat diekspresikan sebagai,

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

Kecepatan pada arah y dan z yaitu v dan w dianggap tidak signifikan.

Kedua, aliran dua dimensi adalah aliran di mana kecepatan adalah fungsi waktu dan dua koordinat ruang persegi panjang. Ini dianggap tidak signifikan ketika aliran kecepatan di arah ketiga. Itu adalah,

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

Terakhir, 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). itu adalah,

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

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

sekarang mari kita bahas berbagai jenis fluida.

Jenis fluida

Berikut adalah berbagai jenis fluida:

Fluida Ideal – jenis fluida ini tidak dapat dikompresi dan viskositasnya tidak termasuk dalam kategori fluida ideal. Dikatakan imajiner, yaitu, fluida tidak ada dalam kenyataan.

Fluida Nyata – fluida ini nyata karena memiliki viskositas.

Fluida Newtonian – ini adalah ketika fluida mengikuti hukum viskositas Newton.

Fluida Non-Newtonian – ketika fluida tidak mengikuti hukum viskositas Newton.

Fluida Plastik Ideal – jenis fluida ini dikenal ketika stres geser proporsional terhadap gradien kecepatan dan stres geser lebih dari nilai leleh.

Fluida Tidak Kompresibel – ini adalah ketika densitas fluida tidak berubah dengan aplikasi gaya eksternal.

Fluida Kompresibel – adalah ketika densitas fluida berubah dengan aplikasi gaya eksternal.

Tabel di bawah ini menunjukkan densitas dan viskositas berbagai jenis fluida

Jenis fluida	Densitas	Viskositas
Fluida Ideal	Konstan	Nol
Fluida Nyata	Variabel	Tidak nol
Fluida Newtonian	Konstan/ Variabel	T=u(dudy)
Fluida Non-Newtonian	Konstan/ Variabel	T≠u(dudy)
Fluida Tidak Kompresibel	Konstan	Tidak nol/ nol
Fluida Kompresibel	Variabel	Tidak nol/ nol

Kesimpulan

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

Saya harap Anda suka membaca, jika demikian, mohon bagikan dengan siswa lainnya. Terima kasih telah membaca. Sampai jumpa lain waktu!