7/27/2019 2.-Rheologi

1/7

9/26/201

RheologiKlasifikasi Rheologi

Sifat-sifat rheologi didefinisikan sebagai sifat mekanik yangmenghasilkan deformasi dan aliran bahan yang disebabkan karenaadanya stress/gaya

DEFORMASI BAHAN

Stress

7/27/2019 2.-Rheologi

2/7

9/26/201

Stress

Tegangan: Gaya per satuan luas TEGANGANNORMAL

TEGANGAN

GESER

Tegangan Norm al Gaya bekerja pada luas penampang yang tegak lurus

Simbol () Deformasi: Perubahan panjang (pemendekan /

pemanjangan)

Regangan / Strain(): Sebuah deformasi yangdihasilkan oleh tegangan rasio perubahan panjangterhadap panjang awal

2or(Pa)Pascal-Units

,

m

N

A

PStress

Tegangan Geser

Gaya bekerja pada luas penampang yang sejajar

Simbol () Deformasi: Perubahan sudut

Regangan geser () didefinisikan sebagai perubahansudut yang dibentuk antara dua bidang yang

ortogonal sebelum deformasi sebagai akibat

penerapan stress

=

: Regangan Geser (radian)G : Modulus Geser (N/m2)

TEGANGAN DAN REGANGAN

Dilatasi Deviatorik

Perubahan

Volume

Perubahan Bentuk,

perubahan volume

diabaikan

Tegangan regangan

normal

Tegangan regangangeser

7/27/2019 2.-Rheologi

3/7

9/26/201

Derajat Plastisitas =

Derajat Elastisitas =

A: Bioyield Point

B: Rupture Point

Bioyield point : titik dimana peningkatan deformasi

terjadi dengan penurunan atau tanpa perubahan

gaya.

Dalam produk pertanian, keberadaan titik bioyield

mengindikasikan awal kerusakan sel

Rupture point : titik pada kurva stressstrain atau

kurva deformasi dimana pembebanan aksial

specimen putus di bawah beban. Titik Rupture

berhubungan dengan kerusakan makrostruktur

specimen sementara titik bioyield berhubungan

dengan kerusakan mikrostruktur sampel.

Bahan akan kembali ke bentuk semula setelah

beban dilepas

Tegangan proporsional terhadap regangan

E

:Tegangan

E : Modulus elastisitas (Youngs Modulus) (psi)

: Regangan (in/in)

E atau

Daerah Elastis Peri laku Viskoelast ik

Fluida

ViskousGaya

Mulai berubah bentuk

Deformasi proporsional dengan tingkat

gaya yang diaplikasikan

Perubahan bentuk sampai gaya

dipindahkan sehingga ini tidak dapatkembali ke posisi semula

7/27/2019 2.-Rheologi

4/7

9/26/201

Bahan Viskoelastis : Bahan yang menunjukkan

sifat viscous dan elastis

Contoh: Dairy cream, ice cream mix

Viscous Viscoelastis

Efek

Weissenberg

Recoil phenomenon

7/27/2019 2.-Rheologi

5/7

9/26/201

MODEL RHEOLOGIUntuk memahami perilaku rheologi bahan viskoelastik,

digunakan beberapa model mekanik.

Model terdiri dari pegas dan dashpot

Model Elast ik (Spr ing )

F = k x

F : Gaya yang bekerja pada sistem

x : jarak deformasi pegas

K : Konstanta pegas

Model Visco us (Dashpo t)

Dashpot ini dianggap sebagai unsur fluida ideal yangmematuhi hukum Newton dimana gaya proporsional

dengan laju perpanjangan.

Model Kom binasi

Spring dan dashpots dapat dihubungkan

dengan beberapa cara yang berbeda untuk

menggambarkan perilaku bahan viskoelastis.

7/27/2019 2.-Rheologi

6/7

9/26/201

Model MaxwellModel Maxwell telah digunakan untuk menafsirkan

relaksasi stres cairan viskoelastik, terutama cairan

polimer.Rangkaian seri :

Model Kelvin

Model Voigt

Variasi tegangan terhadap waktu akan menjadi nol

ketika bahan dibiarkan mengalir setelah mengalami

tegangan geser konstan (0) dalam rayapan. \

Substitusi =

0

dan integrasi:

ALIRAN BAHAN

Hukum Newton - Viskositas

7/27/2019 2.-Rheologi

7/7

9/26/201

Data eksperimen gaya yang diperlukan untuk

mempertahankan gerakan plat bagian bawah per unit luasan

proporsional dengan gradien kecepatan, dan konstanta

proposionalitas adalah viskositas fluida.

Bentuk mikroskopis persamaan ini hukum newton viskositas

yz= shear stress (N/m2),

= viscosity (Pas),

yz= shear rate (1/s).

z menunjukkan arah gaya,

y menyajikan arah normal terhadap permukaan dimana gaya bekerja

Contoh:Dua plat paralel terpisah 0.1 m. Plat bawah diam sementara

bagian atas bergerak dengan kecepatan V. Fluida diantara

plat adalah air yang memiliki viskositas 1 cp.

a. Hitung fluks momentum yang diperlukan untuk

mempertahankan gerakan plat atas pada kecepatan 0.30

m/s

b. Jika air diganti dengan fluida dengan viskositas 100 cp,

fluks momentum tetap konstan, temukan kecepatan baru

plat atas

1 cp = 1 x 10-3 Pa.s

Viskositas Definisi: Ketahanan fluida untuk mengalir

Satuan: Pa.s atau poise

Bervariasi terhadap suhu. Perbedaan pengaruh suhu

terhadap viskositas berhubungan dengan perbedaan

struktur molekul

Difusivitas Momentum / Viskositas Kinematik

Analogi : difusivitas thermal, difusivitas massa

Satuan : m2/s atau stoke (cm2/s)

Merupakan rasio viskositas terhadap densitas fluida

= /

Thank You