Teori Dasar Mekanika Fluida

a.         Hukum Bernoulli

Pada aliran fluida inkompresibel satu dimensi (one dimensional incompressible flow) tekanan total (p_t) yang terjadi adalah konstan sepanjang aliran tersebut. Tekanan total adalah hasil penjumlahan dari tekanan statik (p_s) dan tekanan dinamik (p_d)

                                                                              p_t = p_s + p_d9

b.        Tekanan

            Tekanan total (p_t), tekanan statik (p_s) dan tekanan dinamik (p_d) bisanya dinyatakan dalam hubunganya dengan tekanan atmosfir yaitu tekanan absolut dan tekanan vakum (over pressure and depression)

c.   Hukum St. Venant

            Hukum Bernoulli hanya dapat diaplikasikan pada aliran inkompresibel (M ≤ 0.3). Saat aliran adalah kompresibel (M ≥ 0.3) missal aliran udara pada kecepatan supersonik, maka hukum St. Venant yang harus diaplikasikan untuk perhitungannya :

                                                          C_p.T + ½ ρ V² = konstan

                                                          dimana:

                                                          C_p = koefisien panas spesifik pada tekanan konstan

                                                          T   = temperatur absolut (^oC + 273)

                                                          C_p.T₁ = C_p.T₀ + ½ ρ V²      sehingga  T₁ = T₀ + ρ V²/ 2 C_p

                                                          Mach Number = M = Vi/20.05√ T₀

                                                          Rumus empiris = T₁ = T (1 + 0.2 M²)

d.        Aliran melewati tabung

            Pada aliran subsonik, aliran fluida/udara yang melewati tabung divergen (divergent duct) maka tekanan statik (p_s) akan naik dan kecepatan aliran V akan turun Sebaliknya aliran fluida/udara yang melewati tabung konvergen (convergent duct) maka tekanan statik (p_s) akan turun dan kecepatan aliran V akan naik.

e.         Jenis Aliran

            Pada aliran laminar vektor kecepatan pada setiap garis arusnya adalah sejajar. Kecepatan aliran bertambah secara bertahap mulai dari nol sepanjang dinding. Pada aliran turbulen, pada setiap garis arusnya terjadi gerakan yang tidak beraturan. Nilai Reynolds number (Re), tergantung dari kecepatan aliran, diameter tabung dan viskositas fluida 

f.         Laju Aliran

            Besarnya volume aliran tergantung dari luas permukaan S dan kecepatan aliran V : Q=S.V

Jika berat jenis aliran adalah ρ maka besarnya debit aliran menjadi Q=ρ.S.V

Dari perbedaan tekanan (ΔP) aliran masuk (upstream) dan aliran keluar (downstream) dan perbedaan luas penampangnya maka kita dapat menghitung kecepatan aliran sebagai berikut: V=K√ΔP, dimana K adalah koefisien yang nilainya tergantung dari harga massa spesifik fluida dan jenis aliran

Baca juga : - Kapitasi
                   - Sistem Kontrol Pembangkit Listrik