Proses manufaktur
Manufaktur industri
Mekanika fluida adalah studi luas tentang perilaku fluida (cairan, gas, darah, dan plasma) saat diam dan bergerak. Ini memiliki berbagai aplikasi saat ini, bidang ini mencakup teknik mesin dan kimia, sistem biologi, dan astrofisika. Mekanika fluida mempelajari khususnya gaya yang dihasilkan fluida.
Hari ini Anda akan mengetahui definisi, aplikasi, cabang, properti, latar belakang sejarah mekanika fluida. Anda juga akan melihat hal-hal berikut:
Mekanika fluida dapat didefinisikan sebagai studi tentang perilaku cairan dan gas, terutama gaya yang mereka hasilkan. Seperti yang disebutkan dalam pendahuluan, mekanika fluida adalah studi tentang fluida dalam keadaan diam (statika fluida) dan dalam gerak (dinamika fluida). Ini juga dapat didefinisikan sebagai zat yang terus berubah bentuk (mengalir) di bawah tegangan geser yang diterapkan. Ini berubah bentuk terlepas dari besarnya tegangan yang diterapkan.
Cairan, gas, plasma, dan sampai batas tertentu, padatan plastik dapat menjadi contoh cairan yang baik. Fluida tidak akan memberikan hambatan internal untuk berubah bentuk dan harus mengikuti bentuk wadahnya.
Gambar di atas menunjukkan perilaku cairan, gas, dan plasma dalam wadah.
Sebagian besar disiplin ilmu telah menunjukkan minat dalam mekanika fluida. Misalnya, fisikawan mempelajari aliran gas bersuhu sangat tinggi melalui medan magnet. Ini terjadi dalam pencarian metode yang dapat diterima untuk memanfaatkan energi reaksi fusi nuklir. Insinyur menunjukkan minat dalam mekanika fluida karena gaya yang dihasilkan oleh fluida yang digunakan untuk tujuan praktis. Beberapa contoh termasuk desain aerofoil, propulsi jet, turbin angin, dan rem hidrolik. Ini dijelaskan lebih lanjut.
Anda harus memahami bahwa mekanika fluida adalah studi tentang fluida yang diam dan bergerak. Fluida dapat didefinisikan sebagai bahan yang terus menerus berubah bentuk di bawah beban konstan. Kinematika, tegangan, kekekalan, pengaturan, dan konstitutif adalah lima istilah penting yang berguna dalam masalah mekanika fluida. Nah, soal-soal ini bisa bermacam-macam tergantung pada pilihan sistem bunga dan volume bunga, yang mengatur penyederhanaan besaran vektor.
Mekanika fluida telah memainkan peran yang sangat vital dalam kehidupan manusia dan akan terus mengambil efek ini. Inilah sebabnya mengapa ia menarik banyak orang penasaran. Dalam sejarah Yunani kuno, karya teoretis sistematis dilakukan tentang masalah ini. Pada tanggal 16 abad, pengembangan persamaan yang mengatur aliran fluida dimulai. Pada tanggal 18 dan 19 berabad-abad, hukum kekekalan massa, momentum, dan energi dikenal dalam bentuk paling umum. Pada tanggal 20 abad, perkembangan dalam bentuk teoritis, eksperimental, dan baru-baru ini numerik. Solusi dari persamaan yang mengatur untuk kasus-kasus khusus disediakan di bidang teoretis. Metode eksperimental telah digunakan untuk mengukur kecepatan aliran dan sifat fluida. Menggunakan komputer, pengobatan numerik masalah mekanik fluida membuka perspektif baru dalam penelitian. Keyakinan umum di abad ke-21 adalah bahwa kegiatan akan paling intensif dalam pengembangan alat eksperimental dan numerik baru. Juga, penerapannya untuk mengembangkan teknologi baru.
Dengan sebagian besar pengamatan hari ini, kehidupan tidak mungkin terjadi tanpa cairan. Artinya, atmosfer dan lautan yang menutupi planet ini adalah cairan. Mekanika fluida melayani tujuan ilmiah dan praktis yang tidak terbatas. Ini menarik hampir semua bidang keahlian meskipun dijelaskan oleh teori medan nonlinier dan juga karena fenomena fluida mudah diamati. Jadi, aplikasi mekanika fluida mencakup keahlian ini termasuk matematikawan, fisikawan, ahli biologi, ahli geologi, ahli kelautan, ilmuwan atmosfer, dan hampir semua jenis teknik. Dewasa ini, para seniman tertarik untuk mempelajari, memanfaatkan, dan mengeksploitasi mekanika fluida. Ini digunakan untuk membuat dan menguji teknik formal dan komputasi untuk lebih memahami dunia alami. Ia juga berusaha memperbaiki kondisi manusia.
Penerapan mekanika fluida melibatkan transportasi, pemrosesan dan pembuatan bahan, pembangkit listrik dan konversi, infrastruktur sipil, dan produksi makanan.
Di bawah ini adalah dua cabang utama mekanika fluida:
Cabang mekanika fluida ini juga dikenal sebagai hidrostatika. Ini adalah studi tentang cairan saat istirahat dan mencakup studi tentang kondisi di mana cairan diam dalam kesetimbangan stabil. Mekanika fluida hidrostatik menunjukkan penjelasan fisik untuk banyak fenomena kehidupan sehari-hari. Ini termasuk alasan mengapa tekanan atmosfer berubah dengan ketinggian, mengapa kayu dan minyak mengapung di atas air, dan mengapa permukaan air selalu datar terlepas dari bentuk wadahnya.
Hidrostatika adalah dasar untuk hidrolika, pengangkutan, penggunaan fluida, dan rekayasa peralatan untuk penyimpanan. Beberapa aspek hidrostatik yang relevan meliputi geofisika dan astrofisika (misalnya, memahami tektonik lempeng dan anomali medan gravitasi bumi), meteorologi, kedokteran dalam aspek tekanan darah, dan banyak bidang keahlian lainnya.
Dinamika fluida adalah subdisiplin dalam mekanika fluida, berurusan dengan aliran fluida. Itulah ilmu tentang zat cair dan gas yang bergerak. Ini menawarkan struktur sistematis yang mengungkapkan disiplin praktis ini, yang mencakup hukum empiris dan semi-empiris yang berasal dari pengukuran aliran dan digunakan untuk memecahkan masalah praktis. Masalah dinamika fluida telah diselesaikan. Ini melibatkan penghitungan berbagai sifat fluida, seperti tekanan, kerapatan, kecepatan, dan suhu, sebagai fungsi ruang dan waktu. Cabang mekanika fluida ini memiliki beberapa subdisiplin itu sendiri, seperti aerodinamika, yang mempelajari udara dan gas lain yang bergerak. Hidrodinamika adalah subdisiplin lain, yang merupakan studi tentang cairan yang bergerak.
Seperti yang disebutkan sebelumnya dalam aplikasi dinamika fluida, ia memiliki berbagai aplikasi, termasuk menghitung gaya dan gerakan pada pesawat. Ini juga menentukan laju aliran massa minyak bumi melalui pipa, memprediksi pola cuaca yang berkembang, memahami nebula di ruang antarbintang, dan memodelkan ledakan. Terakhir, beberapa prinsip dinamika fluida digunakan dalam rekayasa lalu lintas dan dinamika massa.
Cairan terdiri dari molekul diskrit; molekul-molekul ini sangat kecil dan kecuali dalam gas pada tekanan yang sangat rendah. Jumlah molekul per mililiter sangat besar sehingga perlu dilihat sebagai entitas individu. Dalam cairan, yang dikenal sebagai kristal cair, molekul dikemas bersama dengan cara yang membuat sifat-sifat medium secara lokal anisotropik. Namun, sebagian besar cairan termasuk udara dan air adalah isotropik.
Dalam mekanika fluida, keadaan fluida anisotropik dijelaskan dengan mendefinisikan massa rata-rata per satuan volume, atau densitas (p), suhu (T), dan kecepatannya (V) di setiap titik dalam ruang. Juga, hubungan antara sifat-sifat makroskopik ini dengan posisi dan kecepatan masing-masing molekul, tidak memiliki kegunaan langsung.
Perbedaan antara gas dan cairan sangat mudah dilihat daripada dijelaskan. Tapi ini masih harus diperiksa. Molekul cukup berjauhan untuk bergerak hampir secara independen satu sama lain dalam gas. Gas cenderung mengembang untuk mengisi volume apa pun yang tersedia bagi mereka. Di sisi lain, molekul cair lebih atau kurang dalam kontak dan mereka koheren karena gaya tarik-menarik jarak pendek di antara mereka. Molekul-molekul bergerak terlalu cepat untuk mengendap ke dalam susunan teratur yang merupakan karakteristik padatan. Meski begitu, mereka tidak bisa terbang terpisah.
Meskipun, cairan bisa ada sebagai tetes atau sebagai jet dengan permukaan bebas. Mereka bahkan dapat duduk di dalam gelas kimia yang dibatasi hanya oleh gravitasi, dengan cara yang tidak dapat dilakukan oleh sampel gas. Sampel tersebut dapat menguap seiring waktu karena molekulnya mengambil dengan kecepatan yang cukup untuk melarikan diri melintasi permukaan bebas dan tidak diganti. Masa pakai tetesan dan semburan cairan biasanya cukup lama sehingga penguapan dapat diabaikan.
Mekanika fluida adalah subdisiplin dari mekanika kontinum. Di bawah ini adalah daftar subdisiplin tentang bidang ini.
Mekanika fluida – ini adalah studi fisika bahan kontinu yang berubah bentuk ketika dikenai gaya.
Mekanika kontinuitas – studi fisika bahan kontinu.
Mekanika yang solid – studi fisika bahan kontinu dengan bentuk diam yang ditentukan.
Reologi – studi tentang material dengan karakteristik padat dan cair.
Elastisitas – menjelaskan material yang kembali ke bentuk semula setelah tegangan yang diterapkan dihilangkan.
Plastisitas – ini menjelaskan bahwa deformasi permanen setelah tekanan yang cukup.
Cairan Non-Newtonian – mereka tidak mengalami laju regangan sebanding dengan tegangan geser yang diterapkan.
Cairan Newtonian – mengalami laju regangan sebanding dengan tegangan geser yang diterapkan. Ini akan dijelaskan lebih lanjut.
Secara mekanis, fluida tidak menahan tegangan geser, oleh karena itu dalam keadaan diam ia berbentuk bejana berisi. Fluida yang diam tidak memiliki tegangan geser.
Cairan inviscid tidak memiliki viskositas, itu adalah idealisasi. Yang satu itu memfasilitasi perlakuan matematis. Aliran inviscid murni diwujudkan dalam kasus superfluiditas. Lain, cairan umumnya kental. Matematika dari sistem mekanik fluida dapat diperlakukan dengan mengasumsikan fluida di luar lapisan batas tidak kental. Solusinya harus dicocokkan dengan itu untuk lapisan batas laminar tipis.
Fluida Newtonian dinamai menurut Isaac Newton. Ini didefinisikan sebagai fluida yang tegangan gesernya berbanding lurus dengan gradien kecepatan dalam arah tegak lurus terhadap bidang geser. Artinya, terlepas dari gaya yang bekerja pada fluida, ia terus mengalir. Air adalah contoh yang baik dari fluida Newtonian karena terus menunjukkan sifat fluida terlepas dari seberapa banyak diaduk atau dicampur.
Contoh yang baik adalah gaya hambat sebuah benda kecil yang digerakkan secara perlahan melalui fluida sebanding dengan gaya yang diberikan pada benda tersebut. Fluida penting seperti air dan sebagian besar gas berperilaku mendekati baik sebagai fluida Newtonian dalam kondisi normal.
Di sisi lain, cairan non-Newtonian dapat meninggalkan lubang saat diaduk. Ini secara bertahap akan terisi seiring waktu karena dapat terjadi pada bahan seperti puding, dan oobleck. Mengaduk fluida non-Newtonian dapat menurunkan kecepatan fluida yang membuatnya tampak lebih encer. Ada berbagai jenis cairan non-Newtonian di luar sana. Mereka dapat didefinisikan sebagai sesuatu yang gagal untuk mematuhi properti tertentu. Misalnya, hampir semua cairan dengan rantai molekul panjang dapat bereaksi dengan cara non-Newtonian.
Itu saja untuk posting mekanika fluida ini, di mana kami memberikan definisi, latar belakang sejarah, aplikasi, cabang, prinsip, dan hubungannya dengan mekanika kontinum.
Saya harap Anda mendapatkan banyak dari artikel ini, jika demikian, silakan bagikan dengan siswa lain. Terima kasih sudah membaca. Sampai jumpa lagi!
Proses manufaktur
Cairan koreksi adalah produk cairan yang dirancang untuk menutupi kesalahan yang dibuat saat mengetik, menulis tangan, atau memfotokopi tanda di atas kertas. Biasanya, itu diterapkan pada kertas menggunakan kuas. Saat mengering, itu membentuk film padat yang secara efektif menutupi kesalahan dan mem
Latar Belakang Tuntutan pendinginan ruang residensial dan komersial terus meningkat di seluruh dunia karena apa yang dulu dianggap sebagai kemewahan sekarang tampaknya menjadi kebutuhan. Produsen AC telah memainkan peran besar dalam membuat unit lebih terjangkau dengan meningkatkan efisiensi dan m
Dinamika fluida komputasi (sering disingkat CFD) digunakan di berbagai industri dan aplikasi. Dari teknik yang efisien untuk menjaga SoC (System on a Chip) cukup dingin agar berfungsi dengan baik hingga membantu mobil balap mengurangi waktu beberapa detik lagi, dinamika fluida komputasional tetap m
Pengukur tekanan adalah alat yang mengukur jumlah cairan dalam wadah. Pengukur tekanan diperlukan untuk mengatur dan mengatur peralatan tenaga fluida, serta pemecahan masalah mereka. Sistem tenaga fluida tidak akan dapat diprediksi dan tidak dapat diandalkan tanpa pengukur tekanan. Pengukur memverif