Aliran Fluida(fluid flow)

Fluida adalah zat yang tidak dapat menahanperubahan bentuk secara permanen. Adanya usaha mengubah bentuk suatu massa fluida, maka di dalam fluida itu akan terbentuk lapisan-lapisan yang satu meluncur di atas lainnya sehingga mencapai bentuk baru. Selama perubahan bentuk  terdapat tegangan geser  yang  besarnya tergantung viscositas  dan  laju luncur fluida. Jika keseimbangan tercapai semua tegangan geser akan hilang. Fluida dapat mengalir di dalam pipa atau saluran menurut dua cara berlainan. Pada laju aliran rendah, penurunan tekanan di dalam fluida bertambah secara langsung berdasarkan kecepatan fluida tersebut, sedangan pada laju aliran tinggi maka pertambahan itu jauh lebih cepat, yaitu kira -kira menurut kuadrat kecepatan. Perbedaan kedua jenis aliran ini pertama kali dipelajari oleh Osborne Reynolds (1883).

Reynolds mempelajari kondisi dimana satu jenis aliran berubah menjadi aliran jenis lain, dan menemukan bahwa kecepatan kritis, dimana aliran laminer berubah menjadi aliran turbulen, bergantung pada empat buah besaran, yaitu : diameter tabung, viskositas, densiti dan kecepatan linier rata-rata zat cair. Pada pengamatan selanjutnya ditunjukkan bahwa transisi dari aliran laminer menjadi aliran turbulen dapat berlangsung pada kisaran angka Reynolds yang cukup luas. Aliran laminer selalu ditemukan pada angka reynolds di bawah 2100, tetapi bisa  terdapat pada  angka Reynolds sampai beberapa ribu,  yaitu dalam kondisi khusus dimana lubang masuk tabung sangat baik kebundarannya, dan zat cair di dalam tangki sangat tenang.

Pada  kondisi  aliran  biasa,  antara  2100  dan  4000,  terdapat  suatu  daerah  transisi, dimana jenis aliran itu mungkin laminer dan mungkin pula turbulen, tergantung pada kondisi di lubang masuk tabung dan jaraknya dari lubang masuk tersebut. Fluida biasa ditransportasikan di dalam pipa atau tabung yang penampangnya bundar dan terdapat di pasaran   dalam berbagai ukuran, tebal dinding dan bahan konstruksi yang penggunaannya cepat dengan kebutuhan prosesnya. Untuk menyambung potongan-potongan pipa atau tabung   bergantung antara lain pada sifat -sifat bahan yang digunakan, tetapi ditentukan juga oleh tebalnya pipa. Bagian-bagian tabung yang berdinding tebal biasanya dipersambungkan dengan penyambung ulir, flens atau las. Tabung-tabung berdinding tipis disambung dengan solder atau dengan sambungan jolak. Pipa yang terbuat dari bahan rapuh, seperti gelas atau besi cor dipersambungkan dengan sambungan flens. Bila menggunakan pipa sambung berulir bagian luar ujung pipa dibuat berulir dengan alat pembuat ulir. Untuk menjamin rapatnya sambungan itu pada ujung berulir pipa itu dibalutkan terlebih dahulu oleh pita  politetraflouro  etilen.  Laju  alir  fluida  merupakan  fungsi  dari  waktu,  disamping merupakan fungsi diameter lubang dan panjang fluida, persamaan-persamaan dasar fluida dan lain sebagainya.

Sifat-Sifat Fluida

Fluida  itu  dapat  didefinisikan  sebagai  suatu  benda  yang  tidak  menahan distorsi (perubahan bentuk) secara permanen. Secara umum aliran fluida dapat dibedakan menjadi:

1.      Fluida Incompressible (Fluida yang tidak dipengaruhi tekanan).

2.      Fluida Compressible ( Fluida yang dipengaruhi tekanan ).

Fluida yang peka terhadap perubahan variable (tekanan, suhu) Bila kita mencoba mengubah bentuk   massa suatu fluida, maka di dalam fluida itu akan terbentuk lapisan- lapisan dimana lapisan yang satu meluncur di atas yang lain, hingga mencapai suatu bentuk baru. Selama perubahan bentuk itu terdapat tegangan geser (shear stress), yang besarnya tergantung pada viskositas fluida dan laju luncur. Tetapi bila fluida itu sudah akan mendapatkan bentuk akhirnya, semua tegangan geser itu akan hilang. Fluida yang dalam keseimbangan itu bebas segala tegangan geser.

Pada suatu suhu dan tekanan tertentu setiap fluida mempunyai densitas tertentu, yang dalam praktek keteknikan biasa diukur dalam kilogram per-meter kubik. Walupun densitas fluida bergantung pada suhu dan tekanan, perubahan karena variabel itu mungkin besar dan mungkin kecil. Fluida biasanya diangkut di dalam pipa dan tabung dengan penampang lingkaran bundar dan tersedia  dalam berbagai  macam ukuran, ketebalan dinding dan bahannya. Tidak ada perbedaan antara pipa  dengan tabung. Pada umumnya, pipa mempunyai panjang yang sedang   dari 20 ft - 40 ft. Tabung pada umumnya   berdinding tipis dan sering dijumpai sebagai lilitan (coils) dengan panjang  beberapa ratus feet. Pipa logam dapat dibuat ulir, sementara tabung biasanya tidak. Dinding pipa biasanya besar, tabung  mempunyai dinding yang sangat halus. Pipa disambung dengan ulir, flange atau sambungan las. Tabung disambung dengan sambungan tekan, fitting, flare fitting atau soldered fitting. Pipa dan tabung dapat dibuat dari berbagai macam bahan yang meliputi logam dan logam paduan, plastik, karet, kayu, keramik, beton, asbes.