Hukum Stokes [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG Pada kehidupan sehari-hari kita kerap kali menjumpai zat-zat cair yang selalu ada di sekeliling kita, dan pada setiap orang menyadari bahwa ada beberapa cara yang dapat menyebabkan suatu cairan bisa mengalir lebih mudah dari pada zat -zat yang lainnya. Di dalam proses pengukuran sifat zat cair dan kekentalannya maka sering dikaitkan dengan metode dari Viskositas. Metode viskositas sendiri, berkaitan dengan suatu keadaan atau fase viskeus, yakni fase yang berada di antara zat padat dan zat cair yang terjadi sewaktu bahan padat menjadi lembek dan sebelum menjadi cair sewaktu dipanaskan. Namun, tidak semua bahan dapat mengalami fase viskeus sebelum menjadi cair. Karena dalam fase viskeus ini, mengalirnya suatu bahan tidak leluasa seperti cairan karena adanya hambatan diantara bagian – bagiannya atau diantara lapisan – lapisan dalam gerakan alirannya. Viskositas juga membicarakan tentang masalah gesekan yang terjadi antara bagianbagian atau lapisan-lapisan pada suatu cairan atau fluida pada umumnya, yang bergerak antara satu dengan yang lain. Tentunya gesekan atau hambatan tersebut ditimbulkan oleh gaya tarik-menarik antara molekul-molekul disatu lapisan dengan molekul-molekul dilapisan lain. Gaya interaktif itu terutama ialah gaya elektrostatika, yaitu gaya antara muatan-muatan listrik. Selain itu pada viskositas kita dapat menentukan jumlah kekentalan dalam suatu zat padat, yang dalam kemanfaatna ini nantinya kita dapat mengaplikasikan di dalam bidang pengolahan pangan. 1.2. RUMUSAN MASALAH Dari pemaparan latar belakang fluida diatas maka dapat di Tarik kesimpulan rumusan masalah adalah sebagai berikut: 1. 2. 3. 4. 5. 6.



Apakah pengertian dari viskositas? Bagaimana konsep dari viskositas? Bagaimana mengukur viskositas? Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas? Apakah pengertian dari fluida Newtonian dan fluida non-newtonian? Apakah aliran laminar dan aliran turbulen?



1.3. MANFAAT PENULISAN MAKALAH 1. Mengetahui bagaimana anfaat viskositas dalam dunia teknologi pertanian. 1



2. 3. 4. 5. 6.



Mengetahui kekentalan dari suatu bahan pangan. Mengetahui viskositas secara umum dan materi-materi yang dikandungnya. Mengetahui konsep dari viskositas. Mengetahui factor-faktor yang memengaruhi viskositas. Mengetahui konsep serta perbedaan dari fluida Newtonian dan fluida non-



newtonian. 7. Mengetahui pengertian, konsep dan perbedaan aliran laminar dan aliran turbuen.



2



BAB II PEMBAHASAN 2.1. PENGERTIAN VISKOSITAS. Viskositas dapat dengan mudah dipahami dengan meninjau satu lapisan tipis fluida yang ditempatkan di antara dua lempeng logam yang rata. Satu lempeng bergerak (lempeng atas) dan lempeng yang lain diam (lempeng bawah). Fluida yang bersentuhan dengan lempeng ditahan oleh gaya adhesi antara molekul fluida dan molekul lempeng. Dengan demikian, lapisan fluida yang bersentuhan dengan lempeng yang bergerak akan ikut bergerak, sedangkan lapisan fluida yang bersentuhan dengan lempeng diam akan tetap diam. Kekentalan adalah suatu sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir, dimana makin tinggi kekentalan maka makin besar hambatannya. Kekentalan didefenisikan sebagai gaya yang diperlukan untuk menggerakkan secara berkesinambungan suatu permukaan datar melewati permukaan datar lain dalam kondisi mapan tertentu bila ruang diantara permukaan tersebut diisi dengan cairan yang akan ditentukan kekentalannya. Satuan dasar yang digunakan adalah poise ( 1 poise = 100 sentipoise ). Pengertian viskositas fluida (zat cair) adalah gesekan yang ditimbulkan oleh fluida bergerak, atau benda padat yang bergerak didalam fluida. Besarnya gesekan ini biasa juga disebut sebagai derajat kekentalan zat cair. Jadi semakin besar viskositas zat cair, maka semakin susah benda padat bergerak didalam zat cair tersebut. Viskositas dalam zat cair, yang berperan adalah gaya kohesi antar partikel zat cair. Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliran fluida yang merupakan gesekan antara molekul-molekul cairan satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang mudah mengalir, dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah dan sebaliknya bahan-bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas tinggi. Sebagai contoh, air memiliki viskositas rendah, sedangkan minyak sayur memiliki viskositas yang lebih tinggi. Secara formal, viskositas (diwakili oleh simbol η "eta") adalah rasio dari tegangan geser (F / A) dengan gradien kecepatan (v x Δ / Δ z atau x dv / dz) dalam fluida. Satuan SI untuk viskositas adalah yang kedua pascal [Pa s], yang tidak memiliki nama khusus. Viskositas juga adalah sebuah ukuran penolakan sebuah fluida terhadap perubahan bentuk di bawah tekanan shear. Biasanya diterima sebagai "kekentalan", atau penolakan 3



terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan dalam fluida kepada aliran dan dapat dipikir sebagai sebuah cara untuk mengukur gesekan fluida. Yang paling umum unit viskositas adalah yang kedua dyne per sentimeter persegi dyne s [/ cm 2], yang diberi nama poise [P] setelah fisiologi Perancis Jean Louis Poiseuille (1799-1869). Sepuluh poise pascal sama dengan satu detik [Pa s] membuat sentipoise [cP] dan [MPa kedua millipascal s] identik. 1 pascal detik = 10 poise = 1,000 millipascal detik 1 sentipoise = 1 millipascal detik Viskositas suatu cairan murni atau larutan merupakan indeks hambatan alir cairan. Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas. Menurut hukum polsscuille, jumlah volume cairan yang mengalir melalui pipa persatuan waktu rumus dengan persamaan: Dimana: η



: viskositas cairan



v



: volume total cairan



t : waktu yang dibutuhkan cairan dengan v mengalir melalui P : tekanan yang bekerja pada cairan R : jari-jari tabung L : panjang pipa (Catatan: Persamaan diatas juga berlaku untuk fluida gas)



viscometer.



Sebenarnya ada dua kuantitas yang disebut viskositas. Kuantitas yang ditentukan di atas kadang-kadang disebut viskositas dinamik, viskositas absolut atau viskositas sederhana, untuk membedakannya dari kuantitas lain. Namun, biasanya hanya disebut viskositas. Kuantitas lain disebut viskositas kinematik (diwakili oleh simbol ν "nu") adalah rasio viskositas fluida untuk densitasnya. Viskositas Kinematik adalah ukuran dari arus resistif dari fluida di bawah pengaruh gravitasi. Hal ini sering diukur dengan menggunakan perangkat yang disebut viskometer kapiler - pada dasarnya adalah bisa lulus dengan tabung sempit di bagian bawah. Bila dua cairan volume sama ditempatkan di viscometers kapiler identik dan dibiarkan mengalir di



4



bawah pengaruh gravitasi, cairan kental memerlukan waktu lebih lama daripada kurang cairan kental mengalir melalui selang. 2.2. KONSEP VISKOSITAS Viskositas atau kekentalan merupakan gaya gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu fluida. Yang dimaksud dengan fluida adalah gaya gesekan internal fluida (internal = dalam). Jadi molekul-molekul yang membentuk suatu fluida saling gesek menggesek ketika fluida tersebut mengalir. Pada zat cair Viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesil (gaya tarik menarik antara molekul sejenis) sedangkan dalam zat gas viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul. Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir contohnya adalah air. Sebaliknya fluida yang lebih kental, lebih sulit mengalir, sebagai contoh minyak goreng, oli, madu. Tingkat kekentalan suatu fluida juga tergantung pada suhu semakin tinggi suhu zat cair, semakin kental zat cair tersebut. Perlu diketahui, bahwa Viskositas atau kekentalan Cuma ada pada fluida riil. Yang dimaksud fluida riil adalah fluida yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Seperti air, sirup, oli, asap knalpot. 2.3. KOEFISIEN VSKOSITAS Viskositas fluida dilambangkan dengan symbol  (eta). Jadi tingkat kekentalan suatu fluida dinyatakan oleh koefisien viskositas bisa dinyatakan dengan persamaan. Lapisan fluida tipis ditempatkan diantara dua pelat sejajar. Lapisan fluida tipis ditempatkan diantara. Kohesi adalah gaya tarik menarik antara molekul tidak sejenis. Gaya adhesi bekerja antara pelat dan lapisan fluida yang menempel dengan pelat (molekul fluida dan molekul pelat saling tarik-menarik). Sedangkan gaya kohesi bekerja diantara selaput fluida (molekul fluida saling tarik menarik). Perubahan kecepatan lapisan fluida (V) dibagi jarak terjadinya perubahan (ℓ) = V .



V dikenal dengan gradient kecepatan.



Pelat yang berada disebelah atas dapat bergerak karena adanya gaya tarik menarik (F). Untuk fluida tertentu, besarnya gaya tarik yang dibutuhkan berbanding lurus dengan luas fluida yang menempel dengan pelat (A), laju fluida (V) dan berbanding terbalik dengan jarak ℓ. Secara matematis dapat ditulis F  AV → (1). 5



Tingkat kekentalan fluida dinyatakan dengan koefisien Viskositas. Jika fluida makin kental maka gaya tarik yang dibutuhkan juga makin besar. Dalam hal ini, gaya tarik berbanding lurus dengan koefisien kekentalan. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut : F    (2) Disubstitusikan persamaan 1 ke persamaan ke 2 F   AV → (3) ℓ Persamaan 3 dapat ditulis sebagai berikut : =  AV



F



ℓ F.ℓ



=  AV







= Fℓ AV



Dengan :  = Koefisien Viskositas (Ns/m2) = Pa . S F = Gaya ℓ = Jarak A = Luas Permukaan V = Laju  = Sebanding Persamaan Poiseuille Persamaan Poiseuille ini kita turunkan menggunakan bantuan persamaan koefisien Viskositas yang telah diturunkan sebelumnya. Ketika menurunkan persamaan koefisien Viskositas, terlebih dahulu meninjau aliran lapisan fluida riil antara 2 pelat sejajar dan fluida tersebut bisa bergerak karena gaya tarik (F). F =  AV Karena fluida bisa mengalir akibat adanya perbedaan tekanan (fluida) mengalir dari tempat yang tekanannya tinggi ke tempat yang tekanannya rendah, maka F diganti dengan P1 – P2 (P1 ) P2) . (P1 – P2) =  AV …………… (i) Pada percobaan bola kecil dijatuhkan ke dalam cairan yang hendak di ukur angka kekentalannya. Bola tersebut mula-mula akan mengalami percepatan karena gaya 6



beratnya. Tetapi karena sifat kekentalan cairan besar, percepatan ini makin berkurang dan akhirnya nol. Pada saat tersebut, kecepatan ini makin berkurang dan disebut “Kecepatan Terminal”. Hubungan antara kecepatan terminal dengan angka kekentalan dapat diperoleh dari Hukum Stokes : Vm = 2r2g ( - 0)……………. (1)  Dimana : Vm = Kecepatan terminal (cm/at)  r



= Angka kekentalan



= Jari-jari bola g



= Percepatan gravitasi bumi (cm/at2)







= Rapat massa bola (gr/cm3)



0 = Rapat massa cairan (gr/cm3) Pada persamaan 1 dianggap bahwa diameter tabung relatif sangat besar dibanding dengan diameter bola. Bila perbandingan kedua diameter tersebut tidak terlalu besar perlu ditambah faktor koreksi terhadap persamaan tersebut, yaitu F = ( 1 + 2,4 r ) R Dengan : r = Jari-jari tabung bagian dalam R = 1,76 cm Sehingga persamaan 1 menjadi  =  ( . 0) ..................... (2) F.Vm Dengan : F = (1 + 1,36 r) =2 Dengan demikian bila harga  dan 0 diketahui, sedangkan harga r dan Vm diukur, maka harga  dapat dari persamaan 2. Ketika menurunkan persamaan koefisien viskositas, kita meninjau aliran lapisan fluida riil antara 2 pelat sejajar. Setiap bagian fluida tersebut mengalami perubahan kecepatan teratur sejauh ℓ. Untuk kasus ini laju aliran fluida mengalami perubahan secara teratur dari sumbu tabung sampai ke tepi tabung. Fluida yang berada di sumbu tabung mengalir dengan laju (V) yang lebih besar semakin ke pinggir, laju fluida semakin kecil. 7



Jari-jari tabung = jarak antara sumbu tabung dengan tepi tabung = R. Jarak antara setiap bagian fluida dengan tepi tabung = r. Karena jumlah setiap bagian fluida itu sangat banyak dan jaraknya dari tepi tabung juga berbeda-beda, maka kita cukup menulis : V1 = Laju fluida yang berada pada jarak r1 dari tepi tabung (r1 = R) V2 = Laju fluida yang berada pada jarak r2 dari tepi tabung (r2  r1) V3 = Laju fluida yang berada pada jarak r3 dari tepi tabung (r3  r2  r1) V4 = Laju fluida yang berada pada jarak r4 dari tepi tabung (r4  r3  r2  r1) Vn = Laju fluida yang berada pada jarak rn dari tepi tabung (rn  ….. r4  r3  r



2



 r1).



Jumlah setiap bagian fluida sangat banyak dan kita juga tidak tahu secara pasti berada jumlahnya yang sebenarnya, maka cukup ditulis dengan symbol n. Setiap bagian fluida mengalami perubahan laju (V) secara teratur, dari sumbu tabung (r1 = R) sampai tepi tabung (rn). Dari sumbu tabung (rn) laju setiap bagian fluida makin kecil (V1  V2  V3  V4 …..  Vn). Cara praktis untuk menentukan terjadinya persamaan perubahan laju aliran fluida riil dalam tabung adalah menggunakan kalkulus. Dari penjelasan diatas mempunyai gambaran bahwa dari R ke rn, laju fluida semakin kecil * Panjang pipa = L, maka akan diperoleh persamaan : (P1 – P2) =  V L



……………….. (ii)



(R2 – r2) Karena yang kita tinjau adalah laju (V) aliran fluida, maka persamaan 2 menjadi  L = (P1 – P2) (R2 – r2) V = (P1 – P2) (R2 – r2) 4 L V = (R2 – r2) (P1 – P2) …………… (iii) 4



L



Persamaan laju aliran fluida pada jarak r dari pipa yang berjari-jari R. Perlu diketahui bahwa fluida mengalir dalam pipa, sehingga perlu meninjau laju aliran volume fluida tersebut.



2.4. PENGUKURAN VISKOSITAS



8



Peralatan untuk mengukur viskositas disebut viscometer. Terdapat berbagai jenis viscometer yang berbeda, tetapi, karena sasaran makalah ini adalah untuk membuktikan prinsip-prinsip tertentu dari hidrolika, bukan untuk menjelaskan permesinan hidrolik dan peralatannya, makahal ini dapat dicari pada sumber lain. Untuk mempermudah, disebutkan beberapa cara untuk menentukan µ, yaitu: a. Dengan viscometer torsi Rumus R = µA dipakai pada silinder konsentris b. Dengan viscometer Ostwald Pada viscometer Ostwald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri. Pada percobaan sebenarnya, sejumlah tertentu cairan (misalnya 10 cm3, bergantung pada ukuran viscometer) dipipet kedalam viscometer. Cairan kemudian dihisap melalui labu pengukur dari viscometer sampai permukaan cairan lebih tinggi daripada batas a. cairan kemudian dibiarkan turun ketika permukaan cairan turun melewati batas a, stopwatch mulai dinyalakan dan ketika cairan melewati tanda batas b, stopwatch dimatikan. Jadi waktu yang dibutuhkan cairan untuk melalui jarak antara a dan b dapat ditentukan. Tekanan ρ merupakan perbedaan antara kedua ujung pipa U dan besarnya disesuaikan sebanding dengan berat jenis cairan. Berdasarkan hokum Heagen Poisuille : Dimana :



t =



p=



tekanan hidrostatis



r =



jari-jari kapiler



waktu aliran zat cair sebanyak volume V dengan beda tinggi L=



panjang kapiler



Untuk air : Ŋair = πρr4 . ta . pa.g.h / ( 8VL) Secara umum berlaku : Ŋx = πρr4 . tx . px.g.h / ( 8VL) Jika air digunakan sebagai pembanding, maka : Ŋx / ŋair = tx.ρx / taρa



c. Dengan hokum stokes bola jatuh. Ff = 6πrη Rumus Stokes:



9



h



Dimana F adalah hambatan yang dialami oleh bola sangat kecil dengan jari-jari r yang jatuh bebas melalui cairan yang viskositasnya µ dengan keceptan v. Rumus Stokes hanya berlaku bila Reynolds untuk aliran kurang dari (sekitar) 1, bilangan Reynolds didefinisikan sebagai : Dimana d adalah diameter dari bola. Dengan kata lain, rumus Stokes hanya berlaku pada kecepatan sangat kecil, tetapi bagaimana kecilnya juga tergantung pada v dan d. Arti dari bilangan Reynolds kritis Re = 1 , adalah bahwa Re 1 aliran melalui bola adalah viskos dan hambatan pada gerakan adalah hambatan viskos, dimana pada Re 1 aliran melalui bola adalah turbulen dan hambatan pada gerakan adalah campuran dari gesekan dan hambatan bentuk akibat aliran turbulen. d.



Viscometer Cup dan Bob Prinsip kerjanya sampel digeser dalam ruangan antara dinding luar Bob dan



dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengan-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan gesekan yang tinggi disepanjang keliling bagian tube sehingga menyebabkan penemuan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini menyebebkan bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat (Bird, 1993). e. Viscometer Cone dan Plate Cara pemakaiannya adalah sampel yang ditempatkan di tengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi dibawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser didalam ruang sempit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar (Bird, 1993). f. Viscometer hoppler Pada viscometer ini yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah bola logam untuk melewati cairan setinggi tertentu. Suatu benda karena adanya gravitasi akan jatuh melalui medium yang berviskositas (seperti cairan misalnya), dengan kecepatan yang semakin besar sampai mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum akan tercapai bila gravitasi sama dengan fictional resistance medium (Bird,1993). Berdasarkan hokum stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga : gaya gesek = gaya berat, gaya Archimedes : 6πrVmax = 4/3 r3 (ρbola – ρcair) g Ŋ = { 2/g r3 (ρbola – ρcair) g } / Vmax Vmax = h / t Dimana : t = waktu jatuh bola pada ketinggian h 10



Dalam percobaan ini dipakai cara relative terhadap air, harganya : Ŋa = [ 2/g r2 (ρa – ρ1) g ta ] / h Ŋx = [ 2/g r2 (ρx– ρ1) g tx ] / h Ŋx/ Ŋa = [ (ρx – ρ1) g tx ] / [ (ρa – ρ1) g ta ] 2.5. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI VISKOSITAS Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas : 1. SUHU Viskositas berbanding terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun, dan begitu sebaliknya. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikelpartikel cairan yang semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurun kekentalannya. 2. KONSENTRASI LARUTAN Viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Suatu larutan dengan konsentrasi tinggi akan memiliki viskositas yang tinggi pula, karena konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel zat yang terlarut tiap satuan volume. Semakin banyak partikel yang terlarut, gesekan antar partikrl semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula. 3. BERAT MOLEKUL SOLUTE Viskositas berbanding lurus dengan berat molekul solute. Karena dengan adanya solute yang berat akan menghambat atau member beban yang berat pada cairan sehingga manaikkan viskositas. 4. TEKANAN Semakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu cairan 5. KEHADIRAN ZAT LAIN Penambahan gula tebu meningkatkan viskositas air. Adanya bahan tambahan seperti bahan suspensi menaikkan viskositas air. Pada minyak ataupun gliserin adanya penambahan air akan menyebabkan viskositas akan turun karena gliserin maupun minyak akan semakin encer, waktu alirnya semakin cepat. 6. UKURAN DAN BERAT MOLEKUL Viskositas naik dengan naiknya berat molekul. Misalnya laju aliran alkohol cepat, larutan minyak laju alirannya lambat dan kekentalannya tinggi seta laju aliran lambat sehingga viskositas juga tinggi. 7. BERAT MOLEKUL Viskositas akan naik jika ikatan rangkap semakin banyak. 8. KEKUATAN ANTAR MOLEKUL Viskositas air naik denghan adanya ikatan hidrogen, viskositas CPO dengan gugus OH pada trigliseridanya naik pada keadaan yang sama.



11



2.6. FLUIDA NEWTONIAN Fluida Newtonian (istilah yang diperoleh dari nama Isaac Newton) adalah suatu fluida yang memiliki kurva tegangan/regangan yang linier. Yang di golongkan dalam fliuda ini antara lain : air, udara, ethanol, benzene dsb. Fluida Newtonian akan terus mengalir sekalipun terdapat gaya yang bekerja pada gaya tersebut. Viskositas akan berubah jika terjadi perubahan suhu dan tekanan. Dengan kata lain fluida yang mengikuti hukum newton tentang aliran dan dapat ditulis dengan persamaan berikut ini: adalah tegangan geser fluida [Pa] adalah viskositas fluida – suatu konstanta penghubung [Pa•s] adalah gradien kecepatan yang arahnya tegak lurus dengan arah geser [s−1] 2.7. FUIDA NON – NEWTONIAN Fuida non-Newtonian adalah suatu fluida yang akan mengalami perubahan viskositas ketika terdapat gaya yang bekerja pada fluida tersebut. Hal ini menyebabkan fluida non-Newtonian tidak memiliki viskositas yang konstan. Berkebalikan dengan fluida non-Newtonian, pada fluida Newtonian viskositas bernilai konstan sekalipun terdapat gaya yang bekerja pada fluida. Selain itu, Fluida Non-Newtonian juga adalah fluida yang tidak tahan terhadap tegangan geser (shear stress), gradient kecepatan (shear rate) dan temperature. Dengan kata lain viskositas merupakan fungsi dari pada waktu. Model pendekatan fluida non – Newtonian a.



Pseudoplastik Pseudoplastik adalah suatu model pendekatan fluida Non-Newtonian di mana



viscositasnya cenderung menurun tetapi shear stress dari fluida ini akan semakin meningkat. Contoh fluida ini adalah vinil acetate/ vinylpyrrolidone co-polymer (PVP/PA). b.



Dilatant Dilatant adalah suatu model pendekatan fluida Non-Newtonian di mana



viscositasnya dan shear stress dari fluida ini akan cenderung mengalami peningkatan. Contoh dari fluida jenis ini adalah pasta. fluida Non-Newtonian dapat digolongkan dalam 5 golongan besar yaitu : 1.



Bingham Fluid Model



12



Persamaan tegangan geser fluida untuk Bingham Fluid model dapat dituliskan sebagai berikut : dengan syarat :



jika : Jenis material yang mengikuti persamaan ini disebut Bingham



Plastik. Contoh fluida Bingham Plastik antara lain : 2.



,



, dan



Ostwald De Waele Model Persamaan tegangan geser fluida untuk Ostwald De Waele model adalah :



persamaan ini memiliki 2 parameter juga dikenal sebagai hukum daya (power Law). Untuk n = 1, maka persamaan akan direduksi menjadi persamaan hukum Newton untuk viskositas dengan m = . contoh fluida yang mengikuti persamaan Ostwald De Waele antara lain : campuran pulp kertas dengan air, campuran semen dengan air dan sebagainya. 3.



Eyring Model Persamaan tegangan geser fluida untuk fluida Erying model adalah sebagai berikut :



fluida yang mengikuti persamaan Erying model disebut fluida Pseudoplastik. 4.



Ellis Model Persamaan tegangan geser fluida untuk fluida Ellis model adalah sebagai berikut :



model ini memiliki 3 parameter yang dapat diatur yaitu , dan . Contoh Fluida yang memenuhi kriterial Ellis Model antara lain : Carbon Methil Cellulose (CMC) yang dilarutkan ke dalam air. 5.



Reiner – philoppoff Model Persamaan tegangan geser fluida untuk fluida Reiner-Philippoff model sebagai



berikut : Contoh fluida yang mengikuti persamaan Reiner-Philippoff model adalah cairan belerang, 30,4% metanol dalan hexana, Cholesterol butirat dan Polistirene dalam tetralin. BAB III PENUTUP



3.1. KESIMPULAN 1. Viskositas adalah ukuran hambatan aliran yang ditimbulkan fluida bila fuida tersebut mengalami tegangan geser. Biasanya diterima sebagai “kekentalan”, atau penolakan terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan dalam fluida



13



kepada aliran dan dapat dipikir sebagai sebuah cara untuk mengukur gesekan fluida. 2. Konsep viskositas adalah fluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. Viskositas alias kekentalan sebenarnya merupakan gaya gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu fluida. Jadi molekul-molekul yang membentuk suatu fluida saling gesekmenggesek ketika fluida fluida tersebut mengalir. Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik menarik antara molekul sejenis). Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul 3. Metode pengukuran viskositas yaitu viscometer torsi, viscometer kapiler/Ostwald, viscometer Hoppler, viscometer cup dan bob, dengan hokum stokes untuk bola jatuh dan viscometer cone dan plate. 4. Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas yaitu suhu, tekanan, konsentrasi larutan, dan berat molekul solute. 5. Aliran laminar didefinisikan sebagai aliran fluida yang bergerak dalam lapisanlapisan, atau lamina-lamina dengan satu lapisan yang meluncur secara merata.



14



DAFTAR PUSTAKA



Budianto anwar. 2008. Metode Penentuan Koefisien Kekentalan Zat Cair Dengan Menggunakan Regresi Linear Hukum Stoke . yokyakarta. Hermawati Maria Yeni Dkk. 2013. Uji Viskositas Fluida Menggunakan Transduser Ultrasonik Sebagai Fungsi Temperatur dan Akuisisinya Pada Komputer Menggunakan Universal Serial Bus (USB). Bandar lampung Muhajir Khairul. 2011. Pengaruh Viskositas Terhadap Aliran Fluida Gas – Cair Melalui Pipa Vertikal Dengan Perangkat Lunak Ansys Fluent 13.0. Yogyakarta. Jati Bambang Murdaka Dkk. 2010. Penyetaraan Nilai Viskositas Terhadap Indeks Bias Pada Zat CAir Bening. ISSN:1410 – 9662. Yogyakarta. Irwansyah Roby. 2010. Karakteristik Aliran Lumpur (Mud Slurry) pada pipa 1 Inchi. Setiawan Didik. 2008. Hambatan Gesek Fluida. Jakarta.



15