2.-rheologi
Post on 14-Apr-2018
238 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
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
top related