Rabu, 11 November 2009

Viskositas

Viskositas Tiap fluida memiliki resistansi tehadap gaya geser atau viskositas yang berbeda. Makin besar tegangan geser yang terjadi maka makin kecil viskositasnya, sebaliknya semakin kecil tegangan geser yang terjadi pada fluida tersebut maka semakin besar viskositasnya.
Viskositas adalah fluida yang mendasari di berikannya tahanan terhadap tegangan geser oleh fluida tersebut. Viskositas suatu fluida tergantung pada harga tekanan dan temperatur. Untuk fluida cair tekanan dapat diabaikan. Viskositas cairan akan turun apabila temperatur dinaikan. Jadi viskositas disebabkan oleh gesekan secara molekular antar partikel fluida. Menurut hukum newton untuk aliran dalam plat sejajar adalah :
τ=µdu/dy
Faktor konstanta µ adalah properti dari fluida yang dinamakan dengan viskositas dinamik. Pada umumnya konstanta ini bergantung pada suhu.
v=π/ρ
Persamaan diatas disebut sebagai viskositas kinematik dimana bergantung pada tekanan dan temperatur.
Suatu cairan dimana viskostas dinamikanya tidak tergantung pada temperatur, dan tegangan gesernya proporsional (mempunyai hubungan linier) dengan gradien kecepatan dinamakan Cairan Newton Perilaku viskositas dari cairan ini adalah menuruti Hukum Newton untuk kekentalan seperti yang dinyatakan dalam persamaan dibawah ini :
µ=τ/(du/dz)


Cairan yang perilaku viskositasnya tidak memenuhi persamaan diatas dinamakan cairan Non Newton. Cairan Non Newton mempunyai tiga sub grup yaitu :
1. Cairan dimana tegangan geser hanya tergantung pada gradien kecepatan saja, dan walaupun hubungan antara tegangan geser dan gradien kecepatan tidak linier, namun tidak tergantung pada waktu setelah cairan menggeser.
2. Cairan dimana tegangan geser tidak hanya tergantung pada gradien kecepatan tetapi tergantung pula pada waktu cairan menggeser atau pada kondisi sebelumnya.
3. Cairan visco-elastis yang menunjukkan karakteristik dari zat pada elastis dan cairan viskus.
Dengan demikian maka untuk cairan ini grafik hubungan antara tegangan geser dan gradien kecepatan merupakan garis lurus yang melalui titik pusat salib sumbu seperti pada gambar dibawah ini :

Kemiringan garis tersebut menunjukkan besarnya viskositas.
Prinsip dasar persamaan kontinuitas adalah massa tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, dimana massa dalam suatu sistem yang konstan dapat dinyatakan dalam rumus:
ρ1.v1.dA1 = ρ2.v2.dA2
Perilaku dari fluida yang mengalir bergantung pada sifat dari fluida yang bervariasi. Viskositas adalah salah satu sifat yang penting, yang berpengaruh pada tegangan geser yang terjadi pada fluida yang bergerak. Meskipun kedua fluida terlihat sama (keduanya mempunyai cairan yang bening dan mempunyai spesifik gravitasi, mereka berperilaku sangat berbeda pada saat bergerak. Viskositas yang paling kental adalah sekitar 10.000 kali daripada air.
Fluida adalah zat yang tidak dapat menahan perubahan bentuk (distorsi) secara permanen. Bila kita mencoba mengubah bentuk suatu massa fluida, maka di dalam fluida tersebut akan terbentuk lapisan-lapisan di mana lapisan yang satu akan mengalir di atas lapisan yang lain, sehingga tercapai bentuk baru. Selama perubahan bentuk tersebut, terdapat tegangan geser (shear stress), yang besarnya bergantung pada viskositas fluida dan laju alir fluida relatif terhadap arah tertentu. Bila fluida telah mendapatkan bentuk akhirnya, semua tegangan geser tersebut akan hilang sehingga fluida berada dalam keadaan kesetimbangan.
Pada temperatur dan tekanan tertentu, setiap fluida mempunyai densitas tertentu. Jika densitas hanya sedikit terpengaruh oleh perubahan yang suhu dan tekanan yang relatif besar, fluida tersebut bersifat incompressible. Tetapi jika densitasnya peka terhadap perubahan variabel temperatur dan tekanan, fluida tersebut digolongkan compresible. Zat cair biasanya dianggap zat yang incompresible, sedangkan gas umumnya dikenal sebagai zat yang compresible.
Kemampumampatan fluida (Compressibility of fluids) adalah salah satu sifat fluida, yaitu seberapa mudah volume dari suatu massa fluida dapat diubah apabila terjadi perubahan tekanan, artinya seberapa mampu-mampatkah fluida tersebut. Sebuah sifat yang biasa dipakai untuk mengetahui kemampu-mampatan fluida adalah modulus borongan (bulk modulus),
Ev.Ev=dp/(dp/p)
Hasil nilai modulus yang besar menunjukan bahwa fluida relatif tidak mampu mampat. Tidak mampu mampat artinya dibutuhkan perubahan tekanan yang besar untuk menghasilkan perubahan volume yang kecil.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar