Jenis fluida merupakan salah satu dari klasifikasi dari fluida yang sebelumnya sudah kita bahas, terdapat 7 (tujuh) jenis fluida yang akan menjadi pembahasan saat ini, sebelum memasuki pembahasan intinya kami ingin agar terlebih dahulu memahami dari definisi fluida.
Apa itu Fluida?
Fluida, menurut definisinya, adalah zat yang dapat mengalir. Zat ini tidak memiliki bentuk yang tetap dan mudah menyerah pada tekanan eksternal. Zat-zat ini, yang meliputi cairan dan gas, tidak dapat menahan gaya geser atau gaya tangensial saat diam. Sebaliknya, mereka mengalami deformasi atau aliran yang terus menerus. Dalam istilah yang lebih teknis, cairan adalah zat dengan modulus geser nol, yang berarti tidak dapat menahan gaya geser yang diterapkan padanya.
Contoh sehari-hari dari konsumsi cairan dapat dilihat ketika seseorang yang mengalami dehidrasi disarankan untuk meningkatkan asupan cairannya. Saran ini diberikan untuk mengisi kembali kandungan air dalam tubuh dan membantu pencernaan. Oleh karena itu, jelaslah bahwa cairan memainkan peran penting dalam kehidupan kita sehari-hari.
Baca Juga: Definisi dan Klasifikasi Fluida
Jenis Fluida
Fluida Ideal
Cairan Ideal tidak dapat dimampatkan dan tidak kental. Ini berarti bahwa cairan ideal adalah cairan tidak kental yang mengandung nol gaya nyata di antara lapisan-lapisan cairan yang bergerak secara relatif. Kepadatan cairan tetap sama bahkan setelah penerapan tekanan karena tidak dapat dimampatkan. Aliran fluida ideal lancar karena tidak bergerak.
Seperti yang Anda ketahui, fluida memiliki kemampuan untuk mengalir dan berubah bentuk di bawah pengaruh gaya tangensial yang terus menerus. Fluida seperti udara dan air dapat dianggap sebagai fluida ideal karena nilai viskositasnya yang sangat rendah. Selain itu, ada banyak aplikasi fluida ideal. Mungkin aplikasi yang paling umum adalah persamaan Bernoulli atau persamaan kontinuitas.
Fluida ideal kadang-kadang juga disebut sebagai fluida sempurna karena tidak dapat dimampatkan, dan karenanya, baik volume maupun densitasnya tidak berubah dengan tekanan. Terakhir, tidak ada contoh fluida ideal di dunia nyata karena hanya ada dalam teori.
Sifat-sifat Fluida Ideal
Sifat-sifat fluida ideal adalah sebagai berikut:
- Fluida ideal tidak dapat dimampatkan. Ini berarti bahwa densitas cairan adalah konstan, tidak peduli seberapa besar tekanannya. Bahkan ketika fluida dikenai tekanan eksternal, densitas fluida sempurna tidak pernah berubah karena atribut kompresibilitas.
- Sifatnya tidak ganas. Tidak ada gaya tangensial antara lapisan cairan dalam gerakan relatif.
Alirannya stabil. Ini berarti kecepatan fluida ideal adalah konstan. - Fluida ideal tidak dapat menahan tegangan geser.
- Tegangan permukaan fluida ideal adalah nol.
- Partikel-partikel fluida ideal tidak berputar di sekitar pusat massanya (irrotasional). Meskipun partikel-partikel fluida individual tidak berotasi, fluida ideal dapat mengalir dalam pola melingkar.
Baca Juga: Sifat Fluida yang harus kamu ketahui
Fluida Asli
Fluida Asli yang memiliki setidaknya beberapa viskositas disebut sebagai fluida nyata. Sebenarnya, semua fluida yang ada atau hadir di lingkungan disebut fluida nyata. Beberapa contohnya adalah bensin, udara, dll.
Baca Juga: Enam faktor utama pemilihan flow meter yang perlu dipertimbangkan
Fluida Newtonian
Fluida Newtonian adalah fluida yang viskositasnya tidak terpengaruh oleh laju geser: ketika semua faktor lain sama, kecepatan aliran dan laju geser tidak berpengaruh pada viskositas. Fluida Newtonian meliputi udara dan air. Di sisi lain, beberapa cairan memiliki viskositas yang berubah seiring dengan laju geser. Ketika gaya diterapkan pada cairan Newtonian, seperti air, viskositasnya tidak berubah. Ketika gaya diterapkan pada cairan non-Newtonian seperti saus tomat, viskositasnya berubah.
Fluida Newtonian didefinisikan sebagai fluida yang akan memiliki tegangan viskos yang dihasilkan dari alirannya yang berbanding lurus dengan laju regangan lokal, laju perubahan deformasi dari waktu ke waktu di setiap lokasi. Laju perubahan vektor kecepatan fluida menentukan tegangan.
Arti Fluida Newtonian
Fluida adalah fluida Newtonian hanya jika tensor yang menggambarkan tegangan viskos dan laju regangan digabungkan dengan tensor viskositas konstan yang tidak bergantung pada kondisi tegangan dan kecepatan aliran. Tensor viskositas direduksi menjadi dua koefisien nyata yang mencerminkan ketahanan fluida terhadap deformasi geser kontinu dan kompresi atau ekspansi kontinu, masing-masing, ketika fluida juga isotropis (sifat mekanisnya sama ke segala arah).
Model matematis aliran fluida yang paling sederhana yang memperhitungkan viskositas adalah fluida Newton. Meskipun tidak ada cairan atau gas nyata yang benar-benar memenuhi deskripsi tersebut, banyak cairan dan gas yang umum, seperti air dan udara, dapat dianggap sebagai Newtonian untuk perhitungan praktis dalam keadaan normal. Sebaliknya, cairan non-Newtonian lebih sering dijumpai dan termasuk oobleck (yang mengeras ketika digerus dengan kuat) dan cat yang tidak menetes (yang menjadi lebih encer ketika digerus).
Contoh Fluida Newtonian
Fluida Newtonian adalah fluida satu fase yang umumnya terdiri dari molekul-molekul kecil (tetapi tidak selalu). Dalam kasus fluida Newton, viskositas fluida Newton semata-mata merupakan fungsi dari kondisi fluida, terutama suhunya. Berikut ini adalah contoh fluida Newton.
- Air, larutan gula, gliserin
- minyak silikon, hidrokarbon ringan, udara
- alkohol, gliserol
- oli motor encer, dan gas lainnya
Baca Juga: Perbandingan Electromagnetic dan Turbine Flow Meter
Fluida Non Newtonian
Fluida non-Newtonian adalah kelas fluida yang menarik dan beragam yang menunjukkan perilaku yang menyimpang dari model fluida Newtonian tradisional. Tidak seperti fluida Newtonian, yang memiliki viskositas konstan terlepas dari tegangan geser yang diterapkan, fluida non-Newtonian memiliki viskositas variabel yang dapat berubah seiring dengan gaya yang diterapkan. Fluida ini dapat menunjukkan berbagai sifat menarik, sehingga membuatnya penting dalam berbagai aplikasi ilmiah, industri, dan sehari-hari.
Salah satu ciri khas fluida non-Newtonian adalah kemampuannya untuk menunjukkan perilaku penipisan geser atau penebalan geser. Fluida penipisan geser, juga dikenal sebagai fluida pseudoplastik, menjadi kurang kental saat laju geser meningkat. Ketika fluida mengalami tegangan geser yang lebih tinggi, viskositasnya berkurang, sehingga memungkinkannya mengalir lebih mudah. Contoh umum cairan pengencer geser meliputi berbagai jenis larutan polimer, seperti cat, saus tomat, atau sampo. Di sisi lain, cairan pengental geser, yang dikenal sebagai cairan dilatant, menunjukkan peningkatan viskositas seiring dengan meningkatnya laju geser. Cairan ini menjadi lebih tahan terhadap aliran di bawah tekanan geser yang lebih tinggi, membentuk keadaan semi-padat atau seperti padat. Silly putty dan campuran tepung maizena dan air tertentu adalah contoh klasik cairan pengental geser.
Jenis Fluida Non Newtonian
Fluida non-Newtonian adalah kelompok fluida yang beragam yang menyimpang dari model fluida Newtonian klasik. Viskositasnya dapat berubah dengan gaya yang diterapkan, yang mengarah pada perilaku yang menarik dan berguna dalam berbagai aplikasi.
| Jenis Fluida Non-Newtonian | Deskripsi |
| Cairan pengencer geser | Fluida ini menunjukkan penurunan viskositas seiring dengan meningkatnya laju geser. Contohnya termasuk larutan polimer, cat, tinta, dan produk makanan tertentu. |
| Cairan Pengental Geser | Fluida ini menunjukkan peningkatan viskositas saat laju geser meningkat. Contohnya, campuran tepung maizena dan air, beberapa suspensi, dan oobleck. |
| Cairan Plastik Bingham | Plastik Bingham memiliki tegangan luluh dan berperilaku seperti padatan hingga ambang batas tegangan kritis tercapai. Contohnya termasuk pasta gigi, mayones, dan suspensi tanah liat. |
| Fluida Thixotropic | Fluida tiksotropik menunjukkan penurunan viskositas dari waktu ke waktu ketika mengalami tekanan yang konstan. Setelah tekanan dihilangkan, cairan secara bertahap kembali ke viskositas aslinya. Sebagian gel dan jenis cat tertentu menunjukkan perilaku thixotropic. |
| Fluida Rheopektik | Fluida rheopektik, berbeda dengan cairan tiksotropik, menunjukkan peningkatan viskositas dari waktu ke waktu ketika mengalami tekanan yang konstan. Saat tekanan dihilangkan, cairan secara bertahap kembali ke viskositas aslinya. |
| Fluida Viskoelastik | Fluida viskoelastik menunjukkan sifat kental dan elastis, menampilkan kombinasi perilaku seperti cairan dan seperti benda padat. Contohnya termasuk lelehan polimer, beberapa gel, dan cairan biologis tertentu seperti lendir dan darah. |
Baca Juga: Masalah Flow Meter Paling Umum dan Cara Mengatasinya
Fluida plastik yang ideal
Fluida yang tegangan gesernya lebih besar dari nilai luluh dan tegangan gesernya berbanding lurus dengan laju regangan geser, sehingga harus mengikuti hukum kekentalan newton. Ini berperilaku sebagai benda kaku pada tekanan rendah tetapi mengalir sebagai cairan kental pada tekanan tinggi.
Baca Juga: Flow Meter dengan Prinsip dan Persamaan Bernoulli
Fluida yang tidak dapat dimampatkan
Fluida yang densitasnya tidak bervariasi dalam aliran apa pun dianggap sebagai fluida tak termampatkan. Aliran tak termampatkan tidak menyiratkan bahwa fluida itu sendiri tidak dapat dimampatkan.
Contoh aliran fluida tak termampatkan:
Aliran air yang mengalir dengan kecepatan tinggi dari pipa selang taman. Yang cenderung menyebar seperti air mancur ketika dipegang secara vertikal ke atas, tetapi cenderung menyempit ketika dipegang secara vertikal ke bawah. Alasannya, karena laju aliran volume fluida tetap konstan.
Baca Juga: Menentukan kinerja flow meter
Fluida yang dapat dimampatkan
Secara umum, gas (dan plasma = gas terionisasi) disebut fluida yang dapat dimampatkan. Dalam kondisi suhu dan tekanan normal, volume atau densitas fluida tidak berubah. Tetapi gas menunjukkan variasi dalam volume (dan karenanya dalam densitas) dengan adanya variasi kecil dalam suhu atau tekanan. Untuk menamai fluida tertentu sebagai kompresibel, fluida tersebut harus menunjukkan perubahan densitas yang cukup besar ketika tekanan atau gaya diterapkan.
Dalam istilah dinamika fluida yang lebih maju, rasio antara kecepatan aliran dan kecepatan suara dalam fluida lebih besar dari 0,3 untuk fluida yang dapat dimampatkan. Rasio ini juga disebut bilangan Mach.
Pada tingkat molekuler, ketika tekanan diterapkan pada gas, tekanan tersebut mempengaruhi gas ke segala arah, menyebabkan molekul-molekul gas mengalami tabrakan tingkat tinggi. Tabrakan ini memberikan lebih banyak waktu bagi molekul gas untuk berinteraksi satu sama lain dan lebih banyak gaya tarik-menarik antar molekul yang dapat terjadi. Gaya tarik-menarik ini mengurangi gerakan molekul gas. Hal ini menghasilkan kompresi gas.
Referensi : byjus.com | pediaa.com | testbook.com
