FLUIDA
Fluida
adalah zat-zat yang mampu mengalir dan yang menyesuaikan diri dengan
bentuk wadah tempatnya. Bila berada dalam keseimbangan, fluida tidak
dapat menahan gaya tangensial atau gaya geser. Semua fluida memiliki
suatu derajat kompresibilitas dan memberikan tahanan kecil terhadap
perubahan bentuk.
Karena adanya kekentalan zat cair, maka terjadi perbedaan kecepatan partikel pada medan aliran.
Partikel
zat cair yang berdampingan dengan dinding batas akan diam (kecepatan
nol) sedang yang terletak pada suatu jarak tertentu dari dinding akan
bergerak. Perubahan kecepatan tersebut merupakan fungsi jarak dari
dinding batas.
Aliran viskos adalah aliran zat cair yang mempunyai
kekentalan (viskositas). Kekentalan adalah sifat zat cair untuk melawan
tegangan geser pada waktu bergerak/mengalir. Kekentalan disebabkan
karena kohesi antara partikel zat cair.
Zat
cair ideal tidak mempunyai kekentalan. Aliran viskos dapat dibedakan
menjadi dua macam. Apabila pengaruh kekentalan (viskositas) adalah cukup
dominan sehingga partikel-partikel zat cair bergerak secara teratur
menurut lintasan lurus maka aliran disebut laminer. Aliran laminer
terjadi apabila kekentalan besar dan kecepatan aliran kecil. Dengan
berkurangnya pengaruh kekentalan atau bertambahnya kecepatan maka aliran
akan berubah dari laminer manjadi turbulen. Pada aliran turbulen
partikel-partikel zat cair bergerak secara tidak teratur (Triatmodjo,
B., 1993).
Bila
fluida diberi tegangan geser, maka ia akan mengalami perubahan bentuk,
dengan kata lain ia mengalami regangan geser. Selain itu bagian yang
terkena tegangan geser, langsung akan bergerak inilah yang disebut
sebagai aliran. Jadi jelaslah bahwa zat padat tidak tergolong fluida,
karena bila dikenai tegangan geser zat padat tidak akan mengalir
(Sardjito, 2000).Osborne Reynolds berpendapat bahwa tipe aliran
tergantung dari kecepatan, kerapatan dan kekentalan dari cairan dan
ukuran dari tempat mengalirnya dan tergantung pula dari angka Reynolds
(Kodoatie, J. R., 2001).
Kekentalan
zat cair menyebabkan terbentuknya gaya-gaya geser antara dua elemen zat
cair. Keberadaan kekentalan ini menyebabkan terjadinya kehilangan
tenaga selama pengaliran atau diperlukannya energi untuk menjamin adanya
pengaliran. Viskositas gas meningkat dengan suhu, tetapi viskositas
cairan berkurang dengan naiknya suhu. Perbedaan dalam kecenderungan
terhadap suhu tersebut dapat di terangkan dengan menyimak
penyebab-penyebab viskositas. Tahanan suatu fluida terhadap tegangan
geser tergantung pada kohesinya dan pada laju perpindahan momentum
molekulnya.
Cairan
dengan molekul-molekul yang jauh lebih rapat dari pada gas, mempunyai
gaya-gaya kohesi yang jauh lebih besar dari pada gas. Kohesi nampaknya
merupakan penyebab utama viskositas dalam cairan dan karena kohesi
berkurang dengan naiknya suhu, maka demikian pula viskositas. Sebaliknya
gas mempunyai gaya-gaya kohesi yang sangat kecil. Sebagian besar dari
tahanannya terhadap tegangan geser merupakan akibat perpindahan momentum
molekuler.
Tegangan
molekular menimbulkan tegangan geser semu dalam gas, yang lebih penting
dari pada gaya-gaya kohesi, dan karena kegiatan molekular meningkat
dengan suhu, maka viskositas gas juga meningkat dengan suhu. Untuk
tekanan-tekanan yang biasa viskositas tidak tergantung pada tekanan dan
tergantung pada suhu saja. Untuk tekanan yang sangat besar, gas-gas dan
kebanyakan cairan menunjukkan variasi viskositas yang tidak menentu
terhadap tekanan.
Fluida
dapat digolongkan ke dalam cairan atau gas. Perbedaan-perbedaan utama
antara cairan dan gas adalah (a) cairan praktis tak kompresibel,
sedangkan gas kompresibel dan sering kali harus diperlakukan demikian
dan (b) cairan mengisi volume tertentu dan mempunyai permukaan-permukaan
bebas sedangkan gas dengan massa tertentu mengembang sampai mengisi
seluruh bagian wadah tempatnya.