Definisi dan Sifat-Sifat Fisik Fluida

Fluida adalah suatu zat yang mengalami perubahan bentuk secara
kontinyu apabila terkena tegangan geser (shear stress) betapapun kecilnya.
Definisi lain mengatakan bahwa fluida adalah zat yang mampu mengalir,
sehingga fluida juga sering disebut zat alir.
Fluida yang dialirkan didalam pipa memiliki kecepatan aliran yang
dapat naik dan turun, berdasarkan luas permukaan pipa dengan debit aliran
fluida dari daya pompa yang bekerja.
Pemecahan masalah kecepatan aliran fluida selalu membutuhkan
pengetahuan tentang sifat-sifat dari fluida yang digunakan. Ketepatan nilai
dari sifat tersebut dapat berpengaruh terhadap aliran fluida.
Sifat-sifat tersebut adalah:

1. Viskositas (kekentalan)
Viskositas adalah ukuran ketahanan fluida terhadap deformasi
(perubahan bentuk) akibat tegangan geser ataupun deformasi sudut
(angular deformation). Viskositas banyak dipengaruhi oleh gaya kohesi
antar molekul. Viskositas dari suatu fluida dihubungkan dengan tahanan
terhadap gaya menggeser fluida pada lapisan yang satu dengan yang
lainnya. Bila suhu naik gaya kohesi akan berkurang sehingga
viskositasnya berkurang, jadi kenaikkan suhu pada zat cair akan
menurunkan viskositasnya. Viskositas rendah maksudnya partikel fluida
bergeser dengan mudah seperti : air, kerosin. Viskositas tinggi
maksudnya bahwa partikel fluida tidak bergeser dengan mudah seperti :
fuel oil, aspal, viskositas dari cairan (liquid) menurun dengan naiknya
temperature. Suatu keadaan yang melukiskan efek viskositas dapat
ditunjukkan oleh suatu lapisan yang terletak pada ruang kecil diantara
dua plat.
a. Viskositas Dinamik (Absolut)
Menurut Newton, tegangan geser dalam suatu fluida sebanding
dengan laju perubahan kecepatan normal aliran. Laju kecepatan ini
juga sering disebut gradien kecepatan.
Profil Kecepatan dan Gradien Kecepatan

Gradien kecepatan pada setiap harga y didefenisikan :Tegangan geser yang timbul diformulasikan :Persamaan di bawah disebut persamaan Newton untuk viskositas.
Fluida yang memenuhi persamaan ini disebut fluida newton
(Newtonion fluid) dimana viskositas tidak tergantung pada besarnya
deformasi du/dy ; contoh: air, udara, gas. Zat-zat yang tidak memenuhi
persamaan tersebut disebut non Newtonion, dapat bersifat plastis
(pasta gigi), shear thinning (kecap) atau shear thickening.


Dengan faktor miu kesebandingan yang dikenal sebagai
koefisien viskositas dinamik. Dalam satuan SI, tegangan gesek
diekspresikan dalam N/m2 (Pa) dan gradien kecepatan dalam (m/s),
karena itu satuan SI untuk viskositas dinamik :b. Viskositas Kinematik
Viskositas kinematik u didefenisikan sebagai nisbah
viskositas dinamik terhadap kecepatan.
Dengan dimensi luas persatuan waktu dalam satuan SI (m2/s)

2.Kerapatan Massa (Density)
Kerapatan massa suatu zat adalah perbandingan antara massa
dengan volume.dengan:
p : massa jenis, kerapatan massa atau density (kg/m3)
m : massa zat (kg)
V : volume zat (m3)

3. Volume Jenis (Spesific Volume)
Volume jenis merupakan volume yang ditempati oleh satu-satuan
massa zat tersebut atau kebalikan dari kerapatan.