Efek Kekentalan pada Aliran

dokumen-dokumen yang mirip
BAB II DASAR TEORI. 2.1 Definisi Fluida

Aliran Turbulen (Turbulent Flow)

KARAKTERISTIK ZAT CAIR Pendahuluan Aliran laminer Bilangan Reynold Aliran Turbulen Hukum Tahanan Gesek Aliran Laminer Dalam Pipa

Edy Sriyono. Jurusan Teknik Sipil Universitas Janabadra 2013

BAB II DASAR TEORI. m (2.1) V. Keterangan : ρ = massa jenis, kg/m 3 m = massa, kg V = volume, m 3

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Definisi fluida

BAB III ANALISA ALIRAN TURBULENT TERHADAP ALIRAN FLUIDA CAIR PADA CONTROL VALVE ANSI 150 DAN ANSI. 300 PADA PT.POLICHEM INDONESIA Tbk

Definisi dan Sifat Fluida

ALIRAN MELALUI PIPA 15:21. Pendahuluan

BAB II ALIRAN FLUIDA DALAM PIPA. beberapa sifat yang dapat digunakan untuk mengetahui berbagai parameter pada

REYNOLDS NUMBER K E L O M P O K 4

Panduan Praktikum 2012

BAB II LANDASAN TEORI

Rumus bilangan Reynolds umumnya diberikan sebagai berikut:

PERSAMAAN BERNOULLI I PUTU GUSTAVE SURYANTARA P

2 yang mempunyai posisi vertikal sama akan mempunyai tekanan yang sama. Laju Aliran Volume Laju aliran volume disebut juga debit aliran (Q) yaitu juml

ANALISIS FAKTOR GESEKAN PADA PIPA HALUS ABSTRAK

4.2 Laminer dan Turbulent Boundary Layer pada Pelat Datar. pada aliran di leading edge karena perubahan kecepatan aliran yang tadinya uniform

TL2101 Mekanika Fluida I

ANALISIS NUMERIK PROFIL SEDIMENTASI PASIR PADA PERTEMUAN DUA SUNGAI BERBANTUAN SOFTWARE FLUENT. Arif Fatahillah 9

Aliran pada Saluran Tertutup (Pipa)

Losses in Bends and Fittings (Kerugian energi pada belokan dan sambungan)

BAB II TEORI ALIRAN PANAS 7 BAB II TEORI ALIRAN PANAS. benda. Panas akan mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang

Masalah aliran fluida dalam PIPA : Sistem Terbuka (Open channel) Sistem Tertutup Sistem Seri Sistem Parlel

POLITEKNOLOGI VOL. 15 No. 3 SEPTEMBER 2016 ABSTRACT ABSTRAK

Laporan Praktikum Operasi Teknik Kimia I Efflux Time BAB I PENDAHULUAN

ALIRAN FLUIDA DALAM PIPA TERTUTUP

Aliran Fluida. Konsep Dasar

SIMULASI ALIRAN FLUIDA PADA POMPA HIDRAM DENGAN TINGGI AIR JATUH 2.3 M DENGAN MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK CFD

Hidraulika Saluran Terbuka. Pendahuluan Djoko Luknanto Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan FT UGM

Hidrostatika. Civil Engineering Department University of Brawijaya. Kesetimbangan Benda Terapung. TKS 4005 HIDROLIKA DASAR / 2 sks

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

STUDI NUMERIK PENGARUH PENAMBAHAN OBSTACLE BENTUK PERSEGI PADA PIPA TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN DAN PERPINDAHAN PANAS.

FLUIDA DINAMIS. 1. PERSAMAAN KONTINUITAS Q = A 1.V 1 = A 2.V 2 = konstanta

BAB II SIFAT-SIFAT ZAT CAIR

I. Rencana Program dan Kegiatan Pembelajaran Semester (RPKPS)

KOEFISIEN RUGI-RUGI SUDDEN EXPANSION PADA ALIRAN FLUIDA CAIR

JUDUL TUGAS AKHIR ANALISA KOEFISIEN GESEK PIPA ACRYLIC DIAMETER 0,5 INCHI, 1 INCHI, 1,5 INCHI

DAFTAR NOTASI. A : sebuah konstanta, pada Persamaan (5.1)

II. TINJAUAN PUSTAKA

Klasifikasi Aliran Fluida (Fluids Flow Classification)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Pengaruh Elemen Meteorologi Untuk Irigasi. tanah dalam rangkaian proses siklus hidrologi.

1. Pendahuluan. Annual Engineering Seminar 2012 Sutrisno, Herman Sasongko, Heru Mirmanto

mempunyai satuan momentum per satuan luas per satuan waktu [ (kg)(m/det)/(m 2 )(det)] atau

STUDI EKSPERIMENTAL PENGUKURAN HEAD LOSSES MAYOR (PIPA PVC DIAMETER ¾ ) DAN HEAD LOSSES MINOR (BELOKAN KNEE 90 DIAMETER ¾ ) PADA SISTEM INSTALASI PIPA

ALIRAN FLUIDA. Kode Mata Kuliah : Oleh MARYUDI, S.T., M.T., Ph.D Irma Atika Sari, S.T., M.Eng

BAB II LANDASAN TEORI

Analisis Perbandingan Velocity Dan Shear Stress Perkembangan Boundary Layer Flat Plate Menggunakan Turbulent Model k ε (Standard, Realizable, RNG)

Analisis Aliran Fluida Terhadap Fitting Serta Satuan Panjang Pipa. Nisa Aina Fauziah, Novita Elvianti, dan Verananda Kusuma Ariyanto

PEMBUATAN DAN PENGUJIAN OSBORNE REYNOLDS APPARATUS PIPA HORIZONTAL

KOEFISIEN GESEK PADA RANGKAIAN PIPA DENGAN VARIASI DIAMETER DAN KEKASARAN PIPA

8. FLUIDA. Materi Kuliah. Staf Pengajar Fisika Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya

PERTEMUAN VII KINEMATIKA ZAT CAIR

(2) Dimana : = berat jenis ( N/m 3 ) g = percepatan gravitasi (m/dt 2 ) Rapat relatif (s) adalah perbandingan antara rapat massa suatu zat ( ) dan

PENERAPAN PERSAMAAN NAVIER-STOKES PADA PERGERAKAN FLUIDA DALAM TABUNG DENGAN METODE ELEMEN HINGGA SKRIPSI TULUS JOSEPH HERIANTO MARPAUNG

Taufik Ramuli ( ) Departemen Teknik Mesin, FT UI, Kampus UI Depok Indonesia.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II DASAR TEORI. Fluida atau zat cair (termasuk uap air dan gas) dibedakan dari benda padat

BAB III PERALATAN DAN PROSEDUR PENGUJIAN

MODEL MATEMATIKA DENGAN SYARAT BATAS DAN ANALISA ALIRAN FLUIDA KONVEKSI BEBAS PADA PELAT HORIZONTAL. Leli Deswita 1)

STUDI EKSPERIMEN DAN NUMERIK TENTANG ALIRAN BOUNDARY LAYER YANG MELINTASI BUMP DENGAN RADIUS KELENGKUNGAN YANG KECIL

MEKANIKA FLUIDA DI SUSUN OLEH : ADE IRMA

ANALISIS LAPISAN BATAS ALIRAN DALAM NOSEL STUDI KASUS: NOSEL RX 122

TUGAS AKHIR - RM 1542

Simulasi Numerik Aliran Fluida pada Permukaan Peregangan dengan Kondisi Batas Konveksi di Titik-Stagnasi

BAB III SISTEM PENGUJIAN

BAB IV PRINSIP-PRINSIP KONVEKSI

Mempelajari grafik gerak partikel zat cair tanpa meninjau gaya penyebab gerak tersebut.

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Model Dinamika Sistem Fluida

BAB III ANALISA NOISE PADA CONTROL VALVE ANSI 150 PADA. PT.POLICHEM INDONESIA Tbk

PERENCANAAN INSTALASI PEMIPAAN DENGAN MENGGUNAKAN METHODE PIPE FLOW EXPERT. ABSTRACT

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN UNIVERSITAS DARMA PERSADA JAKARTA

ANALISIS PENGARUH PERPINDAHAN PANAS TERHADAP KARAKTERISTIK LAPISAN BATAS PADA PELAT DATAR

TRANSPORTASI FLUIDA di INDUSTRI PANGAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab III HIDROLIKA. Sub Kompetensi. Memberikan pengetahuan tentang hubungan analisis hidrolika dalam perencanaan drainase

ANALISIS FAKTOR GESEK PADA PIPA AKRILIK DENGAN ASPEK RASIO PENAMPANG 1 (PERSEGI) DENGAN PENDEKATAN METODE EKSPERIMENTAL DAN EMPIRIS TUGAS AKHIR

SIMULASI CFD PERSAMAAN NAVIER STOKES UNTUK ALIRAN FLUIDA TUNAK LAMINAR DI ANTARA PLAT SEJAJAR SKRIPSI AZMAH DINA TELAUMBANUA

FISIKA THERMAL II Ekspansi termal dari benda padat dan cair

ANALISA DISTRIBUSI TEKANAN UDARA YANG MELEWATI ELBOW 90 0 Yuspian Gunawan 1, Muhammad Hasbi 2, Muh. Sakti Jaya 3

Analisa Tekanan Air Dengan Methode Pipe Flow Expert Untuk Pipa Berdiameter 1, ¾ dan ½ Di Instalasi Pemipaan Perumahan

PRINSIP DASAR HIDROLIKA

I Putu Gustave Suryantara Pariartha

MODUL PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA

Study Eksperimental Jarak Terhadap Koefisien Tekanan Silinder Ganda Diposisikan Alined

KAJI EKSPERIMENTAL RUGI TEKAN (HEAD LOSS) DAN FAKTOR GESEKAN YANG TERJADI PADA PIPA LURUS DAN BELOKAN PIPA (BEND)

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK KIMIA IV DINAMIKA PROSES PADA SISTEM PENGOSONGAN TANGKI. Disusun Oleh : Zeffa Aprilasani NIM :

BAB II LANDASAN TEORI. bisa mengalami perubahan bentuk secara kontinyu atau terus-menerus bila terkena

Studi Eksperimental Tentang Pengaruh Perubahan Diameter Lubang Orifice Terhadap Karakteristik Boundary Layer Aliran Hilir

Studi Numerik Karakteristik Separasi dan Reattachment Aliran Di Belakang Gundukan (BUMP) Setengah Lingkaran. Setyo Hariyadi S.P. 1

Abstrak Kata Kunci :

UNIVERSITAS DIPONEGORO PENGARUH BILANGAN REYNOLD TERHADAP KECEPATAN SUDUT TURBIN GORLOV HYDROFOIL NACA SUDUT KEMIRINGAN 45 TUGAS AKHIR

Pertemuan 1 PENDAHULUAN Konsep Mekanika Fluida dan Hidrolika

FENOMENA PERPINDAHAN LANJUT

Lampiran A: Gambar Bagian- bagian dari Alat Penukar Kalor Berdasarkan Standar TEMA

MAKALAH KOMPUTASI NUMERIK

PENURUNAN PERSAMAAN NAVIER STOKES DALAM BENTUK PERSAMAAN DIFERENSIAL UNTUK GERAK FLUIDA LAMINER SKRIPSI RAHMAYANTI HARAHAP

Bab 3. MA2151 Simulasi dan Komputasi Matematika

KAJIAN PENGARUH VARIASI DIAMETER PIPA HISAP PVC PADA SISTEM PERPIPAAN TUNGGAL POMPA SANYO Oleh : 1),, Heri Kustanto,, 2). Joko Yunianto Prihatin

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi:

ALIRAN ZAT CAIR RIIL Ir. Suroso Dipl.HE, M.Eng Dr. Eng. Alwafi Pujiraharjo Jurusan Teknik Sipil Universitas Brawijaya Efek Kekentalan pada Aliran Pada anggapan ideal fluid (zat cair ideal) tidak mempunyai kekentalan sehingga tidak ada geseran antara cairan-dinding saluran. Pada real fluid (zat cair riil) ada kekentalan sehingga geseran akan memegang peran penting dalam aliran. Kekentalan - menyebabkan gaya geser - kehilangan energi 1

Hukum Newton tentang Kekentalan Tegangan geser antara dua partikel zat cair yang berdampingan adalah sebanding dengan perbedaan kecepatan dari kedua partikel. du du dy dy Aliran Laminer dan Turbulen Aliran laminer : gerak cairan dalam lapis-lapis Aliran turbulen: partikel lapisan cairan bercampur dengan partikel cairan lapisan lainnya 2

Osborne Reynolds - England (1842-1912) Reynolds was a prolific writer who published almost 70 papers during his lifetime on a wide variety of science and engineering related topics. He is most well-known for the Reynolds number, which is the ratio between inertial and viscous forces in a fluid. This governs the transition from laminar to turbulent flow. Osborne Reynolds - England (1842-1912) Reynolds apparatus consisted of a long glass pipe through which water could flow at different rates, controlled by a valve at the pipe exit. The state of the flow was visualized by a streak of dye injected at the entrance to the pipe. The flow rate was monitored by measuring the rate at which the free surface of the tank fell during draining. The immersion of the pipe in the tank provided temperature control due to the large thermal mass of the fluid. 3

Aliran Laminar dan Turbulen Percobaan Reynolds u D inertia force Re viscous force / dumping Hasil Percobaan Reynolds Setelah melakukan percobaan berulang kali, Reynolds menyimpulkan bahwa: aliran dipengaruhi oleh kecepatan aliran U, kekentalan, rapat massa, dan diameter pipa D. Angka Reynolds (Reynolds number): Re u D u u D Re D 4

Angka Reynolds Re Angka Reynolds tidak berdimensi. Dalam sistem satuan SI: = rapat massa : kg/m 3 D = diameter pipa : m u = kecepatan aliran : m/det = kekentalan dinamis: N.det/m 2 = kg/m.det = kekentalan kinematis: / = m 2 /det Re D u kg m m m.det... 1 3 m 1 det kg Klasifikasi Aliran Menurut Reynolds aliran digolongkan menjadi : Aliran laminer : Re < 2000 Aliran transisi : 2000 < Re < 4000 Aliran turbulen: Re > 4000 5

Sifat Fisik Aliran Aliran laminer Angka Reynolds Re < 2000 Kecepatan rendah Zat warna tidak tercampur dengan air Partikel zat cair bergerak dalam garis lurus Dapat dianalisis dengan matematika sederhana Jarang terjadi dalam praktek di lapangan Aliran transisi Angka Reynolds 2000 < Re < 4000 Kecepatan sedang Zat warna sedikit tercampur dengan air 6

Aliran turbulen Angka Reynolds Re > 4000 Kecepatan tinggi Zat warna tercampur dengan cepat Partikel aliran zat cair tidak teratur Rata-rata gerak adalah dalam arah aliran Tidak dapat dilihat dengan mata telanjang Perubahan/fluktuasi sulit dideteksi Analisisis matematika sulit dilakukan ekspirimen/percobaan Sering terjadi dalam praktek di lapangan. Aliran Turbulen Simulasi aliran turbulen yang keluar dari ujung akhir pipa 7

Boundary Layer The idea of the boundary layer dates back at least to the time of Prandtl (1904, see the article: Ludwig Prandtl s boundary layer, Physics Today, 2005, 58, no.12, 42-48). Boundary Layer There are three main definitions of boundary layer thickness: 1. 99% thickness 2. Displacement thickness 3. Momentum thickness 8

99% Thickness U u( y) 0.99U u( y) 0.99U u( y) 0.99U y ( x) x U is the free-stream velocity (x) is the boundary layer thickness when u(y) 0.99U Displacement Thickness #1 There is a reduction in the flow rate due to the presence of the boundary layer This is equivalent to having a theoretical boundary layer with zero flow 9

Displacement Thickness # 2 The areas under each curve are defined as being equal: q U u dy and q δ* U 0 Equating these gives the equation for the displacement thickness: u δ* 1 dy U 0 Momentum Thickness In the boundary layer, the fluid loses momentum, so imagining an equivalent layer of lost momentum: 0 2 m ρu U u dy and m ρu δ Equating these gives the equation for the momentum thickness: δ m 0 u U 1 u U dy m 10

Laminar Boundary Layer Growth # 1 + d y x (x) L dy Boundary layer Inertia is of the same magnitude as Viscosity Laminar Boundary Layer Growth # 2 a) Inertia Force: a particle entering the boundary layer will be slowed from a velocity U to near zero in time, t. giving force F I U/t. But u = x/t t L/U where U is the characteristic velocity and L the characteristic length in the x direction. Hence F I U 2 /L b) Viscous force: F 2 U U 2 2 y y since U is the characteristic velocity and the characteristic length in the y direction 11

Laminar Boundary Layer Growth # 3 Comparing a) and b) gives: 2 U U L L L U U So the boundary layer grows according to L 2 5 (Blasius) Alternatively, dividing through by L, the nondimensionalised boundary layer growth is given by: δ 1 Note the new Reynolds number characteristic velocity and L R R L L characteristic length μ ρul UL υ Laminar Boundary Layer Growth # 4 Critical Reynolds number for flow along a surface is R L = R* = 3.2*10 5 Critical velocity (u*) = velocity when R L = 3.2*10 5 12

Prandtl s Boundary Layer Theory # 1 Prandtl s Boundary Layer Theory # 2 Aliran laminer dengan kecepatan seragam U 0 setelah melalui pelat datar distribusi kecepatan berubah dari 0 U 0 seperti gambar ada lapis batas dengan tebal. Didalam daerah turbulen sempurna aliran turbulen dipisahkan dari dinding batas oleh sub lapis laminer 5. 35. L * T * u u 13

Flow at a pipe entry # 1 U D δ L If the boundary layer meet while the flow is still laminar the flow in the pipe will be laminar If the boundary layer goes turbulent before they meet, then the flow in the pipe will be turbulent Flow at a pipe entry # 2 14

Flow at a pipe entry # 3 Ditinjau pipa bulat diameter D. Aliran bisa laminar atau turbulen. Dalam salah satu kasus, profil terjadi ke hilir sepanjang beberapa kali diameter disebut entry length L. L/D adalah fungsi dari Re. L h Flow at a pipe entry # 4 15

Flow at a pipe entry # 5 In a pipe Reynold number is given by: Re For open flow: 5 u D L U Considering a pipe as two boundary layers meeting, D = 2a = 2 Flow at a pipe entry # 6 Hence, the mean velocity in the pipe is comparable to the free-stream velocity, U: ρu μl ρul Re.10 10 10 μ ρu μ R L If R L is R * = 3.2*10 5 then Re = 5657 16

Posisi daerah laminer, transisi dan turbulen Pengaruh kekasaran pada sub lapis 17