BANGUNAN PANTAI

 

HUKUM KEKEKALAN MASSA DAN HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM DALAM FLUIDA

Assalamualaikum, terima kasih sudah mengunjungi blog saya. kali ini saya akan membahas tentang perbedaan antara hukum kekekalan massa dan hukum kekekelan momentum dalam fluida.

enjoy read:)

HUKUM KEKEKALAN MASSA

        Hukum kekekalan massa ini disebut juga hukum Lomonosov-Lavoisier (1743-1749). Menurut Lomonosov-Lavoisier kekelan massa adalah suatu hukum yang menyatakan massa dari suatu sistem tertutup akan konstan meskipun terjadi berbagai macam proses di dalam sistem tersebut (http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_kekekalan _massa). Massa dapat berubah bentuk, namun tidak dapat dimusnahkan. Hukum kekekalan massa digunakan secara luas dalam bidang ilmu kimia, teknik kimia, dan dinamika fluida.

        Kekelan massa mensyaratkan agar massa sebuah sistem tetap konstan (Munson, 2002: 357). Berdasarkan pernyataan di atas kita dapat mengetahui bahwa kekalan massa sangat berkaitan dengan perubahan massa dalam suatu sitem. Pada kehidupan sehari-hari hukum kekekalan massa disebut juga sebagai prinsip kontiunitas.

         Kekekalan massa adalah prinsip yang menyatakan bahwa laju perubahan massa fluida di dalam ruang tilik pada selang waktu harus sama dengan perbedaan laju massa yang masuk dan laju massa yang keluar. Secara sederhana kita dapat menuliskannya sebagai berikut:

Persamaan Continuitas (Kekekalan Massa)

        Persamaan continuitas berbicara tentang hukum kekekalan massa fluida sepanjang aliran. Untuk dapat memahami lebih mudah tentang ini, kita ambil contoh sehari-hari. Adakalanya dulu kita sering iseng  menutupi sebagian ujung selang agar airnya mengalir lebih kencang. Nah, sederhananya seperti itu. Alam akan “memaksa” agar massa yang mengalir sepanjang pipa konstan. Supaya massa alirannya konstan, maka kecepatan aliran pada penampang pipa kecil harus lebih cepat, dan kecepatan aliran pada penampang besar harus lebih lambat.

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM

          Momentum dimiliki oleh benda yang bergerak. Momentum adalah kecenderungan benda yang bergerak untuk melanjutkan gerakannya pada kelajuan yang konstan. Momentum merupakan besaran vektor yang searah dengan kecepatan benda. Momentum dapat dirumuskan sebagai hasil perkalian massa dengan kecepatan. Semakin besar massa suatu benda, maka semakin besar momentumnya, dan semakin cepat gerak suatu benda, maka semakin besar pula momentumnya. Misalnya, dengan kecepatan yang sama, jembatan yang tertabrak bus akan mengalami kerusakan lebih parah daripada jembatan yang tertabrak mobil.

        Mobil dengan kecepatan tinggi akan lebih sulit dihentikan daripada mobil dengan kecepatan rendah. Dan apabila terjadi tumbukan, mobil dengan kecepatan tinggi akan mengalami kerusakan lebih parah. Semakin besar momentum sebuah benda yang sedang melaju, semakin sulit untuk menghentikannya dan semakin besar tumbukannya jika mengenai benda lain.

        Untuk membuat suatu benda yang diam menjadi bergerak diperlukan sebuah gaya yang bekerja pada benda tersebut selama interval waktu tertentu. Gaya yang diperlukan untuk membuat sebuah benda tersebut bergerak dalam interval waktu tertentu disebut impuls.

        Impuls digunakan untuk menambah, mengurangi, dan mengubah arah momentum dalam satuan waktu. Impuls dapat dirumuskan sebagai hasil perkalian gaya dengan interval waktu. Impuls pada umumnya digunakan dalam peristiwa apabila gaya yang bekerja besar dan dalam waktu yang sangat singkat.

    Pada contoh tersebut, jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka momentum total sebelum tumbukan sama dengan momentum total setelah tumbukan. Hukum Kekekalan Momentum dapat dinyatakan berikut ini.

Jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda, maka jumlah momentum sebelum tumbukan sama dengan jumlah momentum setelah tumbukan.

Persamaan Momentum

        Hukum kekekalan momentum berbicara tentang kekalnya momentum di sepanjang aliran dan dapat berubah ke dalam bentuk lain, yakni gaya (force) begitu pula sebaliknya. Persamaan momentum ini dicetuskan oleh 2 ilmuan bernama Navier dan Stokes. Jadi, nama resminya adalah persamaan navier-stokes. Sebenernya hukum navier-stokes ini turunan dari hukum newton ke-2 ∑F=ma. Bedanya adalah hukum ini diimplementasikan pada fluida. Alhasil, jadi lebih rumit. Ringkasnya begini, persamaan navier-stokes adalah hukum newton yang terjadi pada aliran fluida.

Terima kasih yang sudah membaca blog saya semoga dapat membantu:)

Gerak elemen fluida

 Gerak elemen fluida

Gerak elemen fluida adalah Aliran fluida ditandai dengan medan vektor kecepatan dalam ruang tiga dimensi, dalam kerangka mekanika kontinum. Arus,streamlines streaklines, dan pathlines adalah garis-garis medan yang dihasilkan dari ini deskripsi medan vektor dari arus. Mereka hanya berbeda ketika perubahan arus dengan waktu. Yaitu ketika aliran tidak stabil.

Arus adalah keluarga dari kurva yang instan bersinggungan dengan vektor kecepatan aliran. Ini menunjukkan arah elemen fluida tak bermassa akan melakukan perjalanan di setiap titik waktu.

Ada 4 Jenis Gerak Fluida yaitu: 
1. Streamline 
2. Streakline 
3. Pathline 
4. Streamtube

1. Streamline

              Streamline adalah garis yang tangensial pada setiap titik pada kecepatan dan pada waktu tertentu dengan syarat tidak perpotongan satu sama lainnya atau sembarang garis yang dilukiskan dalam medan aliran,dimana setiap garis singgung pada setiap titik dlam garis tersebut menyatakan arah kecepatan aliran.

Gambar di atas menunjukan suatu aliran fluida yang berada di dalam tabung yang memiliki vektor kecepatan. Dimana didalam tabung tsb terdapat aliran-aliran fluida yang di tnjukan oleh garis putus – putus. Ketika aliran fluida tsb mengalir melalui tabung disitu lah letak stream lines. 

2. Streakline      

        Streaklines adalah garis yang menghubungkan semua partikel yang telah melewati posisi euler yang benar dan tepat.Atau gabungan garis/lintasan dari sejumlah partikel yang mengalir,dimana identitas partikel sudah di ketahui dan partikel tersebut pernah lewat titik yang sama. 

Perhatikan gambar diatas, gambar diatas menunjukan suatu molekul yang berada dalam suatu pipayang diberi lubang di ujungnya untuk memberi jalan fluida masuk, ketikaT(waktu)=0 fluida tersebut berada di luar belum diberi tekanan. Ketika tekanan masuk dan T(waktu)=1 molekul A mulai masuk ke dalam tabung tersebut dan molekul B baru akan memasuki tabung tersebut.

        Ketika T (waktu)=2. Molekul A bergerak ke bawah, dan molekul B menggantikan posisi yang telah dilewati, disitu lah streaklines berada. Dan ketika t(waktu)=3 terjadi lagi pergeseran yang menunjukan molekul A bergerak ke arah selanjutnya dan molekul B menggantikan posisi molekul A. Dan seterusnya. Dari pergerakan di atas dapat disimpulkan bahwa streaklines adalah garis yang menghubungkan semua partikel yang telah melewati posisi euler yang benar dan tepat.

3. Pathline 

          Pathline adalah garis jejak/jejak partikel sebagai fungsi waktu.Pathline juga dapat dikatakan garis yang dilalui pertikel terentu dalam suatu periode.Atau lintasan yang dibentuk oleh sebuah partikel yang bergerak dalam aliran.

Perhatikan gambar diatas, ada dua molekul dalam suatu pipa. Molekul A dan B. Ketika molekul di beri tekanan T(waktu)=1 molekul bergerak sehingga menimbulkan perpindahan  posisi pada molekul dan meninggalkan jejak yang telah di lewatinya yang di gambarkan pada gambar diatas garis merah di situ lah letak pathlines, ketika T(waktu)=2 molekul bergerak lagi ke arah seperti gambar diatas. Sehingga menimbulkan pathlines baru.

4. Streamtube

          Streamtube adalah garis – garis streamlines yang berada pada suatu pipa yang membentuk suatu aliran pipa di dalamnya dan  memiliki kecepatan vektor.

Perbedaan pendekatan elerian dan lagrange

 Aliran secara Eulerian dan Lagrangian dalam Fluida

Terdapat dua pendekatan umum dalam menganalisis masalah-masalah mekanika fluida.

• Metode pertama, yang disebut metode Eularian, menggunakan konsep medan yaitu fluida sebagai fungsi dari koordinat ruang. dalam hal ini, gerakan fluida diberikan dengan menggambarkan secara lengkap sifat-sifat yang diperlukan (tekanan, kerapatan, kecepatan, dll) sebagai fungsi dari ruang dan waktu. dari metode ini, kita memperoleh informasi mengenai aliran tersebut tentang apa yang terjadi pada titik-titik yang tetap berada didalam ruang ketika fluida mengalir melewati titik-titik tersebut.

• Metode yang kedua yang disebut metode Lagrangian menggunakan cara mengikuti masing-masing partikel fluida ketika mereka berigerak dan menentukan bagaimana sifat-sifat fluida yang berkaitan dengan perubahan kedudukan partikel ini sebagai fungsi dari waktu. Artinya, partikel fluida "dipantau" atau diidentifikasi, dan sifat-sifatnya ditentukan selagi bergerak.

Kesimpulan

Perbedaan antara kedua metode analisis masalah-masalah aliran fluida tadi dapat dilihat dalam contoh asap yang keluar dari sebuah cerobong. Dalam metode eularian, seseorang dapat memasang alat pengukur temperatur diatas cerobong dan mencatat temperatur dititik itu sebagai fungsi dari waktu. 

Perbedaan Pathlines, stream lines, dan streake lines

  Jelaskan perbedaan Pathlines, stream lines, dan streake lines !

• - Pathline adalah garis jejak/jejak partikel sebagai fungsi waktu. Pathline juga dapat dikatakan garis yang dilalui pertikel terentu dalam suatu periode. Dan untuk pergerakan partikelnya bergerak dengan siringnya waktu.

• - Streamlines (garis arus) adalah suatu garis yang digambarkan dalam suatu fluida dimana selalu membuat sudut tangensial (garis singgung) setiap titiknya pada arah dengan kecepatan tertentu.  Atau bisa dikatakan juga garis yang tangensial pada setiap titik pada kecepatan dan pada waktu tertentu dengan syarat tidak perpotongan satu samalainya.

•  - Streakline adalah garis yang menghubungkan semua partikel yang telah melewati posisieuler yang benar dan tepat,dimana partikel dari elemen fluida tersebut semua melaluisatu titik yang sama. Jadi dari ketiga garis tersebut terdapat perbedaan salah satu contohnya adalah pada waktu, arah dan pergerakan partikel. 

SIFAT SIFAT FISIK FLUIDA

 SIFAT SIFAT FISIK FLUIDA

1. Sifat Fisik Fluida Reservoir

–        Densitas

–        Viskositas

–        Faktor Volume Formasi

–        Kelarutan Gas dalam Minyak

–        Kompressibilitas

–  Densitas

      Definisi :

Perbandingan antara berat minyak (lb) terhadap volume minyak (cuft) pada kondisi permukaan Biasa dinyatakan dalam specific gravity

g_o = spesific gravity

r_o = densitas minyak, lb/cuft

r_w = densitas air, lb/cuft

- Viskositas Minyak

 Definisi :

Ukuran ketahanan minyak terhadap aliran, atau ukuran besarnya keengganan minyak untuk mengalir

Satuan :

           centipoise (cp) atau gr/100 detik/1 cm

            Dipengaruhi :

            Temperatur dan jumlah gas terlarut

- Faktor Volume Formasi Minyak

  Definisi :

             Perbandingan volume minyak dan gas terlarut pada kondisi reservoir dengan volume minyak pada kondisi standard (14,7 psi, 60^oF)

- Kelarutan Gas dalam Minyak

    Definisi :

          Banyaknya SCF gas yang terlarut dalam satu STB minyak pada kondisi standar 14,7 psi dan 60 ^oF

          Dipengaruhi :

          Tekanan, Temperatur dan Komposisi Migas

- Kompressibilitas Minyak

  Definisi :

             Perubahan volume minyak akibat adanya perubahan tekanan

B_ob               : FVF pada tekanan buble point

B_oi                 : FVF pada tekanan reservoir

P_i                   : tekanan reservoir

P_b                  : tekanan buble point

INSTRUMEN ROBOTIC

Add caption