itp uns semester 2 cairan newtonian dan non newtonian
TRANSCRIPT
![Page 1: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/1.jpg)
CAIRAN
NEWTONIAN dan
NON-NEWTONIAN
![Page 2: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/2.jpg)
CAIRAN NEWTONIAN
• Nilai kekentalannya tidak
dipengaruhi oleh besarnya gaya
• Hubungan antara shear stress dan
shear rate merupakan hubungan
linear
• Nilai viscositas konstan
• Contoh: cairan yang encer (air,
minuman ringan, sari buah, sirup
• gula encer, larutan asam, larutan
garam,dll)
CAIRAN NON-
NEWTONIAN
• Nilai kekentalannya dipengaruhi
oleh gaya yang diberikan (bisa
meningkat atau menurun)
• Hubungan antara shear stress dan
shear rate tidak linear
• Nilai viscositas berubah
tergantung pada ratio shear stress
dan shear rate (viscositas
apparent)
• Contoh: saus, kecap , madu, dll
![Page 3: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/3.jpg)
Kategori Cairan Non-Newtonian
1
• Cairan non-Newtonian Pseudoplastic (shear thinning)
• Gaya > cairan semakin encer (thinning)
• Contoh: krim, puree, salad dressing, dll
2
• Cairan non-Newtonian dilatan (shear thickening)
• Gaya > cairan semakin mengental (thickening)
• Contoh: suspensi pati, jem,dll
3
• Cairan non-newtonian plastis
• Perlu gaya minimum (yield stress), kemudian gaya > cairan semakin encer (Casson-type plastic) atau konstan (Bingham plastic)
• Contoh: pudding krim, agar, mayonaisse,margarin,dll
![Page 4: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/4.jpg)
Hubungan Antara Shear Rate dan Shear Stress Untuk Cairan Newtonian Dan Non-newtonian
![Page 5: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/5.jpg)
Pengaruh Gaya Pengadukan Terhadap Nilai
Kekentalan Untuk Cairan Newtonian dan Non-
newtonian
![Page 6: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/6.jpg)
Nilai Viscositas Beberapa Produk Cair yang
Bersifat Newtonian
![Page 7: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/7.jpg)
Pengaruh waktu terhadap kekentalan
dan sifat aliran
Thixotropic Rheopektik
Semakin encer
oleh lamanya
pengadukan
Ex: coklat,
suspensi pati
Semakin kental
oleh lamanya
pengadukan
Ex: gelatin,
madu, gum
![Page 8: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/8.jpg)
PARAMETER REOLOGI
• Viscositas
• Indeks tingkah laku aliran (n)
• Indeks kekentalan (K)
• Yield Stress
![Page 9: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/9.jpg)
Model power law
• Untuk cairan Newtonian,
non-Newtonian
pseudoplastik dan dilatan
• Yield stress ( o)
diasumsikan nol
Model Herchel-
Bulkley
• Untuk cairan
Bingham plastic
dan Casson-type
plastic
dimana:
K: koefisien kekentalan (Pa.sn)
n: indeks tingkah laku
![Page 10: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/10.jpg)
n=1, cairan
Newtonian
n < 1, cairan non-
Newtonian
pseuoplastis
n>1, cairan non-
Newtonian dilatan
n=1, o > 0, untuk cairan Bingham plastic
n<1 dan o > 0, untuk cairanCasson-type plastic
Model power law
Model Herchel-
Bulkley
![Page 11: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/11.jpg)
Nilai koefisien kekentalan (K), indeks tingkah laku
aliran (n), dan yield stress ( o) untuk beberapa
produk pangan
![Page 12: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/12.jpg)
Penentuan nilai n, K dan o
Menggunakan Rotary viscometerDimana:
A= torque (%)
R= jari-jari spindle
L= panjang silinder
spindle
N=kecepatan rotasi
(dalam rpm)
= jarak antara dinding
silinder spindle
dengan dinding
dalam wadah
![Page 13: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/13.jpg)
Contoh soal 1
Untuk menghitung sifat fluida dari sauce,
dilakukan pengukuran dengan rotary
viscometer dan diperoleh data dan
sebagaimana terlihat pada tabel. Tentukan
nilai n, K dan o
Shear stess ( ) Shear rate ( )
16,5 1,16
22,7 2,33
33,6 5,82
39,9 11,64
![Page 14: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/14.jpg)
Contoh soal 2
Rotary viscometer yang memiliki konstanta
spindle silinder 7187 dyne/cm pada skala
penuh digunakan untuk mengukur cairan.
Spindle (diameter 1 cm, panjang 6 cm)
dimasukkan ke dalam thermo jacket housing
(diameter dalam 1,5 cm). Pembacaan
dilakukan pada 4 kecepatan rotasi yaitu 2, 4,
10 dan 20 rpm. Hasil pembacaan % torque (%
full scale) adalah seperti pada tabel. Tentukan
indeks tingkah laku aliran (n) dan indeks
kekentalan (K)
![Page 15: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/15.jpg)
![Page 16: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/16.jpg)
Menggunakan Viscometer tabung
(Forced flow viscometer)
Dimana:
P= pressure drop; R= jari-jari silinder viskometer;
L= panjang silinder viskometere;
V= kecepatan rata-rata aliran fluida dalam silinder
![Page 17: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/17.jpg)
Contoh Soal
Suatu bahan cair yang memiliki densitas 1,09 g/cm3 dialirkan ke dalam viskometer tabung berdiameter 1,27 cm dan panjang silinder 1,219 m. Dari hasil pengukuran, diperoleh data pressure drop ( P) pada berbagai laju aliran yang dinyatakan sebagai berat cairan yang keluar dari tabung per detik.
Tentukan indeks tingkah laku aliran (n) dan koefisien kekentalan (K) dari cairan tsb!
![Page 18: ITP UNS SEMESTER 2 Cairan newtonian dan non newtonian](https://reader034.vdokumen.com/reader034/viewer/2022042503/5597a0351a28aba2098b459c/html5/thumbnails/18.jpg)
Data hasil pengukuran pressure drop
pada berbagai laju aliran
P (kPa) Laju aliran
(g/detik)
19,197 17,53
23,497 26,29
27,144 35,05
30,350 43,81
42,925 87,65