FLUIDA

FLUIDA

1. Pengertian Fluida
Fluida adalah suatu zat yang bisa mengalami perubahan-perubahan bentuknya secara continue atau terus-menerus bila terkena tekanan/ gaya geser walaupun relatif kecil; atau bisa juga dikatakan suatu zat yang mengalir. Kata fluida mencakup zat cair, gas, air, dan udara karena zat-zat ini dapat mengalir. Sebaliknya batu dan benda-benda keras lainnya (seluruh zat-zat yang berwujud padat dengan sifat permanen atau tidak dapat diubah ke wujud lain, tidak dapat dikategorikan sebagai fluida karena zat-zat tersebut tidak bisa mengalir secara continue).

2. Klasifikasi Fluida
Fluida terbagi menjadi beberapa jenis tergantung dari kemampuan fluida, struktur fluida, dan sifat-sifat lainya dalam fluida itu sendiri.

2.1. Klasifikasi Umum
1. Fluida Newton adalah suatu jenis fluida yang memiliki kurva tegangan geser (shear stress) dan gradient kecepatan yang linear. Fluida ini akan terus menerus mengalir sekalipun terdapat gaya yang bekerja pada fluida tersebut karena viskositasnya tidak berubah kecuali adanya perubahan temperatur (mengikuti hukum Newton tentang aliran).
Contoh: air, udara, etanol, benzena.

2. Fluida non Newton adalah jenis fluida yang tidak tahan terhadap tegangan geser (shear stress), gradient kecepatan (shear rate) dan temperatur. Dengan kata lain, kekentalan (viscosity) merupakan fungsi dari waktu (tidak mengikuti hukum Newton tentang aliran sehingga disebut juga fluida non-newtonian)
Contoh: cat, minyak pelumas, lumpur, bubur kertas, darah, obat-obatan cair.

2.2. Klasifikasi berdasarkan Kemampuan Menahan Tekanan :
1. Fluida incompressible (tidak termampatkan), yaitu fluida yang tidak dapat dikompressi atau volumenya tidak dapat ditekan menjadi lebih kecil sehingga massa jenisnya konstan.
Contoh: Air.

2. Fluida compressible (termampatkan), yaitu fluida yang dapat dikompressi atau volumenya dapat ditekan menjadi lebih kecil sehingga massa jenisnya tidak konstan.
Contoh: Gas nitrogen dan gas oksigen.


2.3. Klasifikasi berdasarkan Struktur Molekulnya :
1. Cairan : Fluida yang cenderung mempertahankan volumenya karena terdiri atas molekul-molekul tetap rapat dengan gaya kohesif yang relatif kuat dan fluida cairan praktis tak compressible.
Contoh: air

2. Gas : Fluida yang volumenya tidak tertentu karena jarak antar molekul-molekul besar dan gaya kohesifnya kecil sehingga gas akan memuai bebas sampai tertahan oleh dinding yang mengukungnya. Pada fluida gas, gerakan momentum antara molekulnya sangat tinggi, sehingga sering terjadi tumbukan antar molekul.
Contoh: Gas nitrogen dan gas oksigen.

2.4. Klasifikasi berdasarkan Tegangan Geser yang Dikenakan :
1. Fluida Newton adalah fluida yang memiliki hubungan linear antara besarnya tegangan geser yang diberikan dengan laju perubahan bentuk yang diakibatkan.
Contoh: Air

2. Fluida non Newton adalah fluida yang memiliki hubungan tidak linear antara besarnya tegangan geser dengan laju perubahan bentuk sudut.
Contoh: Minyak Pelumas

2.5. Klasifikasi berdasarkan sifat alirannya
1. Fluida bersifat Turbulen, dimana alirannya mengalami pergolakan (berputar-putar). Aliran turbulen terjadi apabila partikel-partikel fluida bergerak tidak teratur dan garis lintasannya saling berpotongan. Aliran turbulen mempunyai kecepatan alir yang besar dengan kekentalan yang rendah. Aliran turbulen mempunyai bilangan Reynolds > 4000.
Contoh: Pusaran air.





2. Fluida bersifat Laminar (stream line), dimana alirannya memiliki lintasan lapisan batas yang panjang, sehingga dikatakan juga aliran berlapis-lapis. Aliran laminar terjadi apabila partikel-partikel fluida bergerak teratur dengan membentuk garis lintasan kontinyu dan tidak saling berpotongan. Aliran laminar mempunyai kecepatan alir yang rendah dengan kekentalan yang besar. Aliran laminar mempunyai bilangan Reynolds < 2100.
Contoh: aliran dalam pembuluh darah




3. Fluida bersifat transisi
Fluida ini bersifat transisi diakibatkan berubahnya sifat turbulensi menjadi laminar ataupun sebaliknya. Hal ini dapat diketahui bila bilangan Reynolds number didapatkan hasil 2000-x-4000 maka aliran tersebut dinyatakan sebagai aliran transisi

Tambahan :
Fluida non newtonian memiliki beberapa model pendekatan yang akan mengklasifikasikan fluida itu sendiri yaitu bingham plastic, pseudoplastis dan dilatant
Bingham plastic
Bingham plastic adalah suatu model pendekatan fluida Non-Newtonian dimana viscositasnya akan sangat tergantung pada shear stress dari fluida tersebut, dimana semakin lama viscositasnya akan menjadi konstan.



Pseudoplastis
Pseudoplastis adalah suatu model pendekatan fluida Non-Newtonian dimana viscositasnya cendrung menurun tetapi shear stress dari fluida ini akan semakin meningkat. Contoh fluida ini adalah vinil acetate/vinylpyrrolidone copolymer ( PVP/PA).

Dilatant
Dilatant adalah suatu model pendekatan fluida Non-Newtonian dimana viscositas dan shear stress dari fluida ini akan cendrung mengalami peningkatan.contoh dari fluida jenis ini adalah pasta.

Thixotropic (Shear thining), fluida dimana viscositasnya seolah-olah semakin lama semakin berkurang meskipun laju gesernya tetap. Apabila terdapat gaya yang bekerja pada fluida ini maka viscositasnya akan menurun contoh fluida ini adalah cat,campuran tanah liat (clay) dan berbagai jenis jel.

Rheopectic (shear thickening), adalah fluida yang viscositasnya seolaholah makin lama makin besar. Sebagai contoh adalah minyak pelumas dimana viscositasnya akan bertambah besar saat minyak pelumas tersebut mengalami guncangan. Dalam hal ini fluida rheopectic jika ada suatu gaya yang bekerja padanya maka viscositas fluida ini akan bertambah.