Muhammad Fairuz Daffa

Biodata Diri

Nama: Muhammad Fairuz Daffa Sipahutar

NPM: 1806181716

Fakultas/Jurusan: Teknik/Teknik Mesin

PJJ Pertemuan 1 (Selasa, 31 Maret 2020)

Pada pertemuan pertama PJJ berjalan lancar, asisten dari Pak Ahmad Indra yaitu Bang Edo yang menyampaikan materi. Bang Edo mengawali penjelasan materi ini dengan membahas Aliran Laminar dan Turbulent serta membahas Reynolds Number, lalu memberikan tugas pada akhir penjelasan. Penjelasan materi cukup singkat dan padat. Beliau lebih banyak menjelaskan tentang aplikasi aliran fluida pada software CFDsof.

---

Adapun tugas yang harus dikerjakan adalah:

1. Apa yang dimaksud dengan entrance region? Entrance region adalah wilayah dimana fluida masuk sebelum mencapai fully developed flow

2. Apa yang dimaksud dengan fully developed flow? kondisi dimana kecepatan aliran sudah tidak berubah (tetap)

3. Apa yang dimaksud dengan entrance length? Panjang dari suatu aliran dari entrance region sampai mencapai fully developed flow

4. Apa pengaruh viskositas dan pressure drop pada suatu aliran fluida dalam sebuah pipa? Pressure drop adalah penurunan tekanan yang terjadi akibat adanya gesekan pada fluida yang mengalir. Pressure drop akan semakin tinggi dan berbanding lurus dengan gesekan pada fluida. Sedangkan besarnya gesekan dipengaruhi oleh viskositas dari suatu fluida.

5. Bagaimana cara menghitung pressure drop pada suatu aliran laminar atau turbulen?

   Ptot = Ps + Pd
   keterangan : 
   Ptot : Tekanan total
   Ps   : Tekanan statis
   Pd   : Tekanan dinamik  --> Pd = 1/2 x p x V^2

PJJ Pertemuan-2 Rabu, 1 April 2020

Pada PJJ hari ini kita kembali menggunakan Zoom, Pak Dai memulai pertemuan dengan menjelaskan tentang 3 hukum dalam mekanika fluida. 3 hukum itu adalah

   1. Hukum konservasi massa: dM/dt = 0

   2. Hukum konservasi momentum : mdV/dt = ΣF

   3. Hukum konservasi Energi : dE/dt = W + Q

Lalu Pak Dai kembali menyampaikan tentang rumus Bilangan Reynolds

   Re = v.D.ρ/μ = v.ρ/v

keterangan: v:kecepatan D:diameter ρ:massa jenis μ:viskositas dinamik v:viskositas kinematik

Lalu Bang Edo menjelaskan tentang penggunaan aplikasi paraView untuk contoh soal yang diberikan oleh Pak Dai.

PJJ Pertemuan 3 Selasa, 7 April 2020

Pada pertemuan ini pak dai menjelaskan tentang laminar flow dengan memberikan contoh soal dari buku munson. Mengugnakan konsep governing equation seperti yang sudah dijelaskan pada pertemuan sebelumnya. Pada pertemuan ini pak dai juga memberikan hubungan antara viskositas dengan inersia terhadap fully developed flow dan entrance length.

1. Semakin besar viskositas fluida, maka kondisi fully developed akan semakin cepat dan entrance lenght akan semakin pendek.

2. Semakin besar inersia, maka kondisi fully developed akan semakin lambat dan entrance length akan semakin panjang.

PJJ Pertemuan 4 Rabu, 8 April 2020

Pada pertemuan kali ini, pak dai menjelaskan besarnya bilangan reynolds dan jenis aliran yang dihasilkan. Ada 3 jenis aliran yaitu:

1. Laminar: Pada bilangan reynolds dibawah 2100 (Re < 2100)

2. Transisi: Pada bilangan reynolds antara 2100 dan 400 (2100 > Re > 4000)

3. Turbulen: Pada bilangan reynolds diatas 4000 (Re > 4000)

Pak dai juga memberikan latihan soal dari buku munson yang berkaitan dengan penjelasan diatas. Soal tersebut kita diskusikan bersama sama

PJJ Pertemuan 5 Selasa 14 April 2020

Pada pertemuan kali ini pak dai mengadakan kuis dengan membuat artikel pada page soal tanya-jawab. berikut adalah artikel saya tentang soal-tanya jawab tersebut.

Soal 1 Governing Equation Konsep yang digunakan pada soal no 1 adalah Governing Equation pada fluida. Mengatur tentang aliran fluida. Ada 3 Governing equation pada fluida:

a. Hukum konservasi massa (dm/dt = 0) massa yang masuk sistem akan sama dengan massa yang keluar sistem.

b. Hukum konservasi momentum (∑F = m.a atau m.dv/dt = ∑F) suatu sistem mengalami percepatan apabila ada gaya (tidak sama dengan nol)

c. Hukum konservasi energi (dE/dt = W + Q) energi yang masuk sistem akan sama dengan yang keluar sistem, energi tersebut berupa energi panas dan kerja.

Soal 2 Pengaruh Viskositas dan Kecepatan Inlet terhadap Aliran Fluida Viskositas dapat mempengaruhi kecepatan aliran fluida. Profil kecepatan yang dihasilkan juga bisa berbeda. Jika kecepatan inlet semakin besar maka aliran akan cenderung menjadi turbulen. Tetapi jika viskositas dinaikkan maka aliran tersebut cenderung menjadi laminar. Sesuai dengan rumus bilangan reynolds (Re = V.D.ρ/μ)

Viskositas dan kecpatan inlet juga mempengaruhi entrance region. Jika kecepatan inlet tinggi maka entrance region akan semaking panjang dan fully developed flow akan lebih lama terbentuk dan sebaliknya. Semakin tinggi viskositas pada sebuah fluida, maka entance region akan semakin pendek dan fully developed flow akan lebih cepat terbentuk

Soal 3 Menentukan Jenis Aliran Fluida Pada soal no.2 disebutkan rumus bilangan reynolds (Re = V.D.ρ/μ). Bilangan reynolds juga bisa digunakan untuk menentukan apakah sebuah aliran laminar atau turbulen.

• Aliran Turbulen (Re>4000): Partikel fluida bergerak secara tidak teratur dan saling bertabrakan satu sama lain. Sehingga menyebabkan tekanan turbulen besar dan menyebabkan pressure drop yang menyebabkan kerugian.

• Aliran Laminar (Re<2100): Pertikel fluida bergerak secara teratur dan tidak saling bertabrakan.

• Aliran Transisi: Merupakarn peralihan antara laminar dan turbulen

Soal 4 Pengaruh Kemiringan Pipa terhadap Pressure Drop pada Pipa Pressure drop merupakan sebuah peristiwa turunnya tekanan pada aliran fluida dari satu titik ke titik yang lain akibat beberapa faktor. Tekanan pada aliran fluida sendiri dapat dibedakan menjadi 3, yaitu:

● Tekanan Statik: tekanan yang diberikan oleh partikel fluida saat dalam kondisi diam atau statis ke segala arah.

● Tekanan Dinamis: tekanan yang diakibatkan oleh pergerakan dari partikel fluida yang dipengaruhi oleh kecepatan dari partikel fluida itu sendiri.

● Tekanan Hydrostatik: tekanan yang diakibatkan dari ketinggian fluida dari fluida terhadap titik steady statenya.

Pressure drop dapat diakibatkan dari penurunan kecepatan partikel fluida serta perubahan ketinggiannya. Penurunan kecepatan pada partikel fluida dapat diakibatkan oleh perlambatan akibat adanya tegangan-tegangan pada partikel dari fluida tersebut akibat viskositas dan turbulensinya. Perubahan ketinggian pada fluida dapat mempengaruhi nilai tekanan hidrostatik sehingga jika pipa aliran fluida diberikan kemiringan ke atas maka arah kecepatan partikel fluida akan melawan gravitasi sehingga terjadilah penurunan kecepatan yang akan menurunkan tekanan, sementara jika diberikan kemiringan ke bawah akan membuat kecepatan partikel searah dengan gravitasi sehingga kecepan akan bertambah dan akan menaikan tekanannya

Soal 5 Viscous Sublayer Viscous sublayer adalah salah satu lapisan pada aliran turbulen yang terletak sangat dekat dengan dinding pipa. Bilangan Reynolds pada lapisan ini akan mengalami penurunan sampai aliran turbulen menjadi laminar (dekat dinding pipa). Pada lapisan ini kecepatan aliran sangat kecil dan di dominasi oleh tekanan laminar, sehingga aliran bisa dibilang laminar. Sehingga dapat diasumsikan bahwa sub-lapisan viskos ini merupakan lapisan dengan tegangan turbulen sangat kecil yang mana tegangan turbulen nantinya akan menimbulkan panas dan pressure drop yang tinggi yang bersifat merugikan.

Soal 6 Pengaruh Aliran Laminar dan Turbulen terhadap Pressure Drop pada Aliran Fluida Aliran laminer merupakan aliran teratur yang mana setiap partikel fluidanya tidak terjadi gesekan sehingga tegangan yang ditimbulkan hanya diakibatkan oleh viskositasnya. Sedangkan aliran turbulen merupakan aliran yang tidak teratur yang mana setiap partikel fluidanya saling bergesekan sehingga tegangan yang terjadi pada aliran ini ditimbulkan selain oleh viskositasnya, diakibatkan juga akibat gesekan antar partikelnya. Pada fluida sendiri terdapat 3 jenis tekananyang sudah dibahas di soal no 4.

Pressure drop pada aliran turbulen akan lebih besar dibandingkan dengan pada aliran laminer. Hal ini dapat kita lihat dari tegangan yang terjadi pada kedua aliran tersebut. Pada aliran laminer hanya terjadi tegangan viskos, sedangkan pada aliran turbulen terjadi tegangan viskos dan tegangan gesek partikel sehingga tegangan yang terjadi pada aliran turbulen akan lebih besar dibanding tegangan pada aliran laminer. Tegangan pada kedua aliran tersebut dapat menyebabkan penurunan kecepan dari partikelnya sehingga tekanan dinamis pada aliran fluidanya akan turun dam penurunan tekanan dinamis ini akan lebih besar terjadi pada aliran turbulen.

PJJ Pertemuan 6 Rabu 15 April 2020

Pak dai menjelaskan tentang minor losses. Minor losses sendiri adalah loss yang disebabkan oleh perubahan bentuk dari pipa yang menyebabkan aliran bisa berbelok arah, mengecil atau membesar. Maksud dari perubahan bentuk dari pipa adalah adanya valves, tees, knees, perbesaran diameter pipa dan pengecilan diameter pipa. Lalu pakmdai juga memberikan beberapa rumus yang berkaitan dengan minor loss

PJJ Pertemuan 7 Selasa 21 April 2020

Pada PJJ kali ini pak dai menginstruksinkan bang Agil M'16 untuk menjelaskan materi yang berkaitan dengan skripsi beliau mengenai konservasi energi pada kincir air. Lebih tepatnya perubahan energi air menjadi energi mekanik pada kincir air.

PJJ Pertemuan 8 Rabu, 22 April 2020

Pada pertemuan kali ini pak dai meminta mahasiswa untuk merivew materi yang telah mereka mengerti. Saya sendiri belum melakukan review dengan pak dai. Tetapi saya akan merivew materi tentang minor losses.

Minor losses sendiri adalah loss yang disebabkan oleh perubahan bentuk dari pipa yang menyebabkan aliran bisa berbelok arah, mengecil atau membesar. Maksud dari perubahan bentuk dari pipa adalah adanya valves, tees, knees, perbesaran diameter pipa dan pengecilan diameter pipa. Minor losses menyebabkan adanya vortex pada aliran air yang bisa menghambat aliran fluida. Loss yang dihasilkan tidak terlalu besar oleh karena itu dinamakan minor losses.

PJJ Pertemuan 9 Selasa, 28 April 2020

Pada pertemuan kali ini mahasiswa melanjutkan merivew materi satu per satu. Setelah itu di sesi terakhir pak dai menjelaskan tentang external flow, yaitu aliran yang mengenai suatu objek.

PJJ Pertemuan 10 Rabu 29 April 2020

Pada pertemuan ini bang edo menjelaskan tutorial cara menggunakan cfdsof untuk kasus external flow. Contoh objek yang digunakan adalah mobil.

Tugas Besar: Pengaruh bentuk helm sepeda dan besarnya drag yang dihasilkan

Pada balapan sepeda ada banyak faktor yang menentukan siapa yang paling cepat. Selain faktor endurance atau stamina yang dimiliki seorang pembalap, ada faktor equipment dari pembalap yang tidak boleh sembarangan, seperti jenis sepeda, jenis shifter, besar ban dan juga bentuk helm dari pembalap.

Seperti yang kita ketahui, bentuk helm sepeda ada beragam. Bagi pembalap sepeda bentuk dari helm mereka bisa menjadi hal yang krusial dalam balapan. Selain bobot dari helm, bentuk dari helm tersebut bisa mempengaruhi gaya drag yang dihasilkan. Dengan bentuk helm yang aerodinamis pembalap bisa mengurangi drag yang dihasilkan. Pada tugas besar ini saya akan melakukan analisis perbandingan antara kecepatan drag yang dihasilkan oleh helm sepeda balap dan helm sepeda biasa.