Difference between revisions of "Muhammad Ridhwan Sunandar"

From ccitonlinewiki
Jump to: navigation, search
Line 230: Line 230:
 
Di hari ini, Pak Dai memberikan kuis 1. Kuisnya berupa membuat artikel tentang soal-jawab yang ada di main page. Total dari soal tersebut ada enam, dan berikut adalah yang sudah saya buat dari keenam soal tersebut.
 
Di hari ini, Pak Dai memberikan kuis 1. Kuisnya berupa membuat artikel tentang soal-jawab yang ada di main page. Total dari soal tersebut ada enam, dan berikut adalah yang sudah saya buat dari keenam soal tersebut.
  
 +
----
  
----
+
Analytical solution of laminar flow through the parallel- plate
'''Analytical solution of laminar flow through the parallel- plate'''
 
  
Artikel 15 hasil diskusi: Pengaruh jenis Aliran terhadap Profil Kecepatan yang dipengaruhi Kinematik Viskos dan Fully Developed Flow diantara Dua Plata
+
Artikel hasil diskusi: Pengaruh jenis Aliran terhadap Profil Kecepatan yang dipengaruhi Kinematik Viskos dan Fully Developed Flow diantara Dua Plata
  
 
Pada soal nomor 1, yaitu example 3.4. Tertulis bahwa aliran tersebut adalah Aliran Laminar yang terletak diantara dua plat dan soalnya adalah mencari profil kecepatannya dari aliran tersebut.  
 
Pada soal nomor 1, yaitu example 3.4. Tertulis bahwa aliran tersebut adalah Aliran Laminar yang terletak diantara dua plat dan soalnya adalah mencari profil kecepatannya dari aliran tersebut.  
Line 243: Line 243:
  
 
Terlihat di gambar tersebut perbedaan antara aliran laminar dan aliran turbulent. Di soal tertulis kinematic viskosnya 0 dikarenakan saat suatu aliran fully developed, vector kecepatan aliran tersebut tidak lagi berubah dan tidak ada perubahan kecepatan dalam arah x. Hal ini dapat kita ketahui setelah meninjau Entrance Length, dimana Entrance Length untuk suatu aliran laminar adalah 0,06 Re. Karena aliran ini full developed, maka tidak ada perubahan kecepatan terhadap x, yang berlaku adalah u terhadap y., tertulis u=u(y). Karena v=0, ini menyebabkan kecepatan terhadap y adalah 0 juga di y=0. Selain itu, konsep di soal ini juga terdapat Governing Equation, dimana kita dapat menemukannya pada hokum konservasi momentum, konservasi energi, dan konservasi massa yang merupakan dasar-dasar pada mekanika fluida. Aplikasi dari soal ini adalah kita dapat menggunakannya dalam perhitungan kasus aliran pipa dan menggunakannya pada beberapa perhitungan kasus mekanika fluida.
 
Terlihat di gambar tersebut perbedaan antara aliran laminar dan aliran turbulent. Di soal tertulis kinematic viskosnya 0 dikarenakan saat suatu aliran fully developed, vector kecepatan aliran tersebut tidak lagi berubah dan tidak ada perubahan kecepatan dalam arah x. Hal ini dapat kita ketahui setelah meninjau Entrance Length, dimana Entrance Length untuk suatu aliran laminar adalah 0,06 Re. Karena aliran ini full developed, maka tidak ada perubahan kecepatan terhadap x, yang berlaku adalah u terhadap y., tertulis u=u(y). Karena v=0, ini menyebabkan kecepatan terhadap y adalah 0 juga di y=0. Selain itu, konsep di soal ini juga terdapat Governing Equation, dimana kita dapat menemukannya pada hokum konservasi momentum, konservasi energi, dan konservasi massa yang merupakan dasar-dasar pada mekanika fluida. Aplikasi dari soal ini adalah kita dapat menggunakannya dalam perhitungan kasus aliran pipa dan menggunakannya pada beberapa perhitungan kasus mekanika fluida.
 +
 +
----
  
 
'''Laminar Parallel Plate Flow - CFD Simulation'''
 
'''Laminar Parallel Plate Flow - CFD Simulation'''
  
== Artikel 13 hasil diskusi : Pengaruh Efek Viskositas dan Entrance Length terhadap suatu aliran '' ==
+
Artikel hasil diskusi : Pengaruh Efek Viskositas dan Entrance Length terhadap suatu aliran
  
 
Di soal nomor 2, yaitu example 3.5. Di soal ini ada intruksi untuk mendiskusikan simulasi untuk mengetahui profil kecepatan antara entry length entrance region dan entry length pada aliran pipa. Disini tertulis untuk H = 0.1 m dan L = 1m. Ada beberapa hal lagi yang diketahui, yaitu :
 
Di soal nomor 2, yaitu example 3.5. Di soal ini ada intruksi untuk mendiskusikan simulasi untuk mengetahui profil kecepatan antara entry length entrance region dan entry length pada aliran pipa. Disini tertulis untuk H = 0.1 m dan L = 1m. Ada beberapa hal lagi yang diketahui, yaitu :
Line 259: Line 261:
  
 
Dari simulasi yang dilakukan di CFDSOF didapatkan beberapa grafik. Dapat dilihat bahwa perbedaan dari viskositas dinamik yang lebih besar dan entrance length pada grafik 3.5.2 lebih pendek daripada grafik 3.5.3 dimana grafik tersebut  entrance length nya lebih Panjang. Dan pada grafik 3.5.4 dan 3.5.5 terlihat bahwa kecepatan inlet yang lebih tinggi membuat semakin panjangnya entrance length. Dari hal tersebut dapat disimpulkan bahwa Entrance length dipengaruhi oleh efek veskositas dan kecepatan. Aplikasi yang bisa digunakan dari konsep soal ini adalah disaat ada air dan minyak, dimana viskositas minyak lebih besar sehingga kecepatan minyak lebih lambat. Sehingga entrance length nya lebih Panjang. Selain itu, kita dapat mengaplikasikannya sebagai konsep dalam kasus suatu aliran dalam pipa yang harus memperhatikan kondisi fluida tersebut agar bisa efisien dan efektif dalam mengalirkan aliran tersebut.
 
Dari simulasi yang dilakukan di CFDSOF didapatkan beberapa grafik. Dapat dilihat bahwa perbedaan dari viskositas dinamik yang lebih besar dan entrance length pada grafik 3.5.2 lebih pendek daripada grafik 3.5.3 dimana grafik tersebut  entrance length nya lebih Panjang. Dan pada grafik 3.5.4 dan 3.5.5 terlihat bahwa kecepatan inlet yang lebih tinggi membuat semakin panjangnya entrance length. Dari hal tersebut dapat disimpulkan bahwa Entrance length dipengaruhi oleh efek veskositas dan kecepatan. Aplikasi yang bisa digunakan dari konsep soal ini adalah disaat ada air dan minyak, dimana viskositas minyak lebih besar sehingga kecepatan minyak lebih lambat. Sehingga entrance length nya lebih Panjang. Selain itu, kita dapat mengaplikasikannya sebagai konsep dalam kasus suatu aliran dalam pipa yang harus memperhatikan kondisi fluida tersebut agar bisa efisien dan efektif dalam mengalirkan aliran tersebut.
 +
 +
----
  
 
'''Turbulent Parallel Plate Flow - CFD Simulation Case study'''
 
'''Turbulent Parallel Plate Flow - CFD Simulation Case study'''
  
== Artikel 15 hasil diskusi : Pengaruh Jenis suatu Aliran terhadap Profil Kecepatan dan Akibat dari Tegangan Geser yang terjadi pada suatu Aliran ==
+
Artikel hasil diskusi : Pengaruh Jenis suatu Aliran terhadap Profil Kecepatan dan Akibat dari Tegangan Geser yang terjadi pada suatu Aliran
  
 
Pada soal nomor 3 , yaitu Example 3.8. Kasus soal tersebut adalah ada dua dimensi CFD yang terletak antara dua plat parallel yang digunakan untuk melakukan demonstrasi 2 aliran, yaitu aliran laminar dan aliran turbulen. Di soal ini diminta untuk mencari apa perbedaan kecepatan dan profil kecepatan dari aliran- aliran tersebut. Diketahui beberapa ketentuan, yaitu dengan H = 0,1 m dan L = 10 m. Lalu density yang digunakan adalah 1.2 kg/m3, kecepatan dinamik nya adalah 2 x 10-5 kg/m.s, kecepatan inlet 1 nya adalah 0,02m/s, dan kecepatan inlet 2 nya adalah 1 m/s. Konsep pada soal ini bisa dimulai dari membedakan profil kecepatan ataupun kecepatan dari suatu aliran, dimana pada soal ini ada dua aliran yang berbeda yaitu aliran laminar dan aliran turbulen. Hal ini bisa kita tinjau dari perbandingan antar grafik.  
 
Pada soal nomor 3 , yaitu Example 3.8. Kasus soal tersebut adalah ada dua dimensi CFD yang terletak antara dua plat parallel yang digunakan untuk melakukan demonstrasi 2 aliran, yaitu aliran laminar dan aliran turbulen. Di soal ini diminta untuk mencari apa perbedaan kecepatan dan profil kecepatan dari aliran- aliran tersebut. Diketahui beberapa ketentuan, yaitu dengan H = 0,1 m dan L = 10 m. Lalu density yang digunakan adalah 1.2 kg/m3, kecepatan dinamik nya adalah 2 x 10-5 kg/m.s, kecepatan inlet 1 nya adalah 0,02m/s, dan kecepatan inlet 2 nya adalah 1 m/s. Konsep pada soal ini bisa dimulai dari membedakan profil kecepatan ataupun kecepatan dari suatu aliran, dimana pada soal ini ada dua aliran yang berbeda yaitu aliran laminar dan aliran turbulen. Hal ini bisa kita tinjau dari perbandingan antar grafik.  
Line 273: Line 277:
  
 
Sementara, untuk grafik aliran di daerah fully developed dinamik viskositas untuk aliran laminar terlihat garis lurus yang berarti konstan. Tapi, untuk aliran turbulen terlihat membentuk suatu parabola yang kurang sempurna sehingga terbentuk kurva dengan kenaikan atau penurunan yang cukup signifikan. Konsep yang lain pada soal ini adalah bisa terjadinya suatu tegangan geser yang dikarenakan terjadinya gesekan fluida pada dinding pipa tersebut. Hal ini merugikan karena dapat menyebabkan panas yang dikarenakan adanya pressure drop pada aliran turbulen yang tinggi dan kecepatan yang beragam. Aplikasi dari konsep soal ini adalah dalam simulasi suatu aliran, hal-hal yang menjadi faktor pressure drop dapat diminimalisasi sedikit mungkin agar terciptanya suatu aliran yang efisien dan efektif dalam pelaksanannya.
 
Sementara, untuk grafik aliran di daerah fully developed dinamik viskositas untuk aliran laminar terlihat garis lurus yang berarti konstan. Tapi, untuk aliran turbulen terlihat membentuk suatu parabola yang kurang sempurna sehingga terbentuk kurva dengan kenaikan atau penurunan yang cukup signifikan. Konsep yang lain pada soal ini adalah bisa terjadinya suatu tegangan geser yang dikarenakan terjadinya gesekan fluida pada dinding pipa tersebut. Hal ini merugikan karena dapat menyebabkan panas yang dikarenakan adanya pressure drop pada aliran turbulen yang tinggi dan kecepatan yang beragam. Aplikasi dari konsep soal ini adalah dalam simulasi suatu aliran, hal-hal yang menjadi faktor pressure drop dapat diminimalisasi sedikit mungkin agar terciptanya suatu aliran yang efisien dan efektif dalam pelaksanannya.
 +
 +
----
  
 
'''Soal jawab mekanika fluida, munson, example 8.2 laminar pipe flow'''
 
'''Soal jawab mekanika fluida, munson, example 8.2 laminar pipe flow'''
  
 
Pada soal nomor 4, yaitu Example 8.2. Soal ini menanyakan tentang pressure drop dimana ada pengaruh dari kemiringan dan sudut elevasi pada pipa tersebut. Konsep pada soal ini bisa diawali dengan memahami Pressure drop. Pressure drop adalah peristiwa hilangnya atau penurunan tekanan dalam suatu pipa yang diakibatkan adanya gaya gesek dan beberapa faktor. Pressure drop dapat terjadi karena penurunan kecepatan ataupun perubahan tinggi suatu fluida. Nilai dari pressure drop sendiri dipengaruhi oleh kecepatan aliran saat masuk dan luas penampang pipa. Hal ini mengakibatkan semakin besar flow rate, maka pressure drop akan semakin besar. Selain flow rate, Panjang pipa pun mempengaruhi pressure drop. Semakin panjang pipa tersebut, maka pressure drop nya akan semakin besar juga. Hal ini sangat merugikan untuk aliran pada pipa tersebut. Sehingga konsep ini bisa di aplikasikan untuk suatu aliran pipa dimana bisa digunakan untuk meminimalisir pressure drop dari suatu aliran dengan pipa yang panjang ataupun dengan faktor-faktor yang menimbulkan pressure drop, sehingga mengakibatkan kerugian pada simulasi ataupun kegiatan tersebut.
 
Pada soal nomor 4, yaitu Example 8.2. Soal ini menanyakan tentang pressure drop dimana ada pengaruh dari kemiringan dan sudut elevasi pada pipa tersebut. Konsep pada soal ini bisa diawali dengan memahami Pressure drop. Pressure drop adalah peristiwa hilangnya atau penurunan tekanan dalam suatu pipa yang diakibatkan adanya gaya gesek dan beberapa faktor. Pressure drop dapat terjadi karena penurunan kecepatan ataupun perubahan tinggi suatu fluida. Nilai dari pressure drop sendiri dipengaruhi oleh kecepatan aliran saat masuk dan luas penampang pipa. Hal ini mengakibatkan semakin besar flow rate, maka pressure drop akan semakin besar. Selain flow rate, Panjang pipa pun mempengaruhi pressure drop. Semakin panjang pipa tersebut, maka pressure drop nya akan semakin besar juga. Hal ini sangat merugikan untuk aliran pada pipa tersebut. Sehingga konsep ini bisa di aplikasikan untuk suatu aliran pipa dimana bisa digunakan untuk meminimalisir pressure drop dari suatu aliran dengan pipa yang panjang ataupun dengan faktor-faktor yang menimbulkan pressure drop, sehingga mengakibatkan kerugian pada simulasi ataupun kegiatan tersebut.
 +
 +
----
  
 
'''Turbulent Pipe Flow Properties, Example 8.4, FFM, Munson et. al'''
 
'''Turbulent Pipe Flow Properties, Example 8.4, FFM, Munson et. al'''
Line 285: Line 293:
  
 
Terlihat di gambar tersebut viscous sublayer terletak dibawah dekat dengan permukaan. Viscous Sublayer merupakan lapisan yang terbentuk akibat adanya kecepatan turbulen dengan kecepatan gesek. Di viscous sublayer ini, tegangan turbulen yang terjadi kecil atau sangat tipis. Dikarenakan pada viscous sublayer yang lebih dominan adalah tegangan geser viscous yang menyebabkan kecepatan aliran nya cenderung kecil dan merupakan aliran laminar. Tegangan geser dinding berbanding terbalik dengan sublayernya, yaitu semakin besar tegangan geser tersebut maka sublayernya akan semakin kecil atau semakin tipis. Aplikasi pada soal ini kita dapat memanfaatkannya untuk menciptakan atau saat simulasi suatu pipa, kita dapat memanfaatkan konsep tegangan geser dinding yang menyebabkan tipisnya sublayer yang memperkecil pressure drop.
 
Terlihat di gambar tersebut viscous sublayer terletak dibawah dekat dengan permukaan. Viscous Sublayer merupakan lapisan yang terbentuk akibat adanya kecepatan turbulen dengan kecepatan gesek. Di viscous sublayer ini, tegangan turbulen yang terjadi kecil atau sangat tipis. Dikarenakan pada viscous sublayer yang lebih dominan adalah tegangan geser viscous yang menyebabkan kecepatan aliran nya cenderung kecil dan merupakan aliran laminar. Tegangan geser dinding berbanding terbalik dengan sublayernya, yaitu semakin besar tegangan geser tersebut maka sublayernya akan semakin kecil atau semakin tipis. Aplikasi pada soal ini kita dapat memanfaatkannya untuk menciptakan atau saat simulasi suatu pipa, kita dapat memanfaatkan konsep tegangan geser dinding yang menyebabkan tipisnya sublayer yang memperkecil pressure drop.
 +
 +
----
  
 
'''Comparison of Laminar or Turbulent Pressure Drop'''
 
'''Comparison of Laminar or Turbulent Pressure Drop'''
  
== Artikel 13 hasil diskusi : Pengaruh Jenis Aliran terhadap Pressure Drop dan Pengaruhnya terhadap suatu Aliran ==
+
Artikel hasil diskusi : Pengaruh Jenis Aliran terhadap Pressure Drop dan Pengaruhnya terhadap suatu Aliran
  
 
Pada soal nomor 6, yaitu Example 8.5. Soal ini menanyakan tenang pressure drop pada aliran laminar dan aliran turbulent. Konsep untuk soal ini bisa diawali dengan memahami apa itu pressure drop. Pressure drop merupakan hilangnya tekanan yang dikarenakan adanya gesekan fluida dengan permukaan.  Tekananan pada fluida ada 3 jenis, yaitu tekanan statik, tekanan dinamis, dan tekanan hidrostatis yang merupakan tekanan total dari pressure drop itu sendiri. Lalu, pressure drop ini merupakan perbedaan antara tekanan total diawal dan total tekanan diakhir. Jika ditinjau dari jenis alirannya, dimana aliran laminar merupakan aliran yang lebih teratur dibandingkan dengan aliran turbulen maka pressure drop yang terjadi pada aliran turbulent akan cenderung lebih besar. Hal ini juga bisa dilihat dari friction force suatu aliran. Dimana pada aliran laminar friction force nya cenderung lebih kecil dibanding aliran turbulen. Selain itu, panjang suatu pipa juga dapat mengakibatkan meningkatnya friction force, dimana semakin tinggi friction force maka semakin besar juga pressure drop pada aliran tersebut. Aplikasi pada kasus ini adalah pada proses pemilihan pipa suatu fluida, untuk bisa mendapatkan hasil ataupun proses yang lebih efisien dan efektif lebih baik kita lebih mempertimbangkan pemilihan pipa dari ukuran dan jenis pipa tersebut.
 
Pada soal nomor 6, yaitu Example 8.5. Soal ini menanyakan tenang pressure drop pada aliran laminar dan aliran turbulent. Konsep untuk soal ini bisa diawali dengan memahami apa itu pressure drop. Pressure drop merupakan hilangnya tekanan yang dikarenakan adanya gesekan fluida dengan permukaan.  Tekananan pada fluida ada 3 jenis, yaitu tekanan statik, tekanan dinamis, dan tekanan hidrostatis yang merupakan tekanan total dari pressure drop itu sendiri. Lalu, pressure drop ini merupakan perbedaan antara tekanan total diawal dan total tekanan diakhir. Jika ditinjau dari jenis alirannya, dimana aliran laminar merupakan aliran yang lebih teratur dibandingkan dengan aliran turbulen maka pressure drop yang terjadi pada aliran turbulent akan cenderung lebih besar. Hal ini juga bisa dilihat dari friction force suatu aliran. Dimana pada aliran laminar friction force nya cenderung lebih kecil dibanding aliran turbulen. Selain itu, panjang suatu pipa juga dapat mengakibatkan meningkatnya friction force, dimana semakin tinggi friction force maka semakin besar juga pressure drop pada aliran tersebut. Aplikasi pada kasus ini adalah pada proses pemilihan pipa suatu fluida, untuk bisa mendapatkan hasil ataupun proses yang lebih efisien dan efektif lebih baik kita lebih mempertimbangkan pemilihan pipa dari ukuran dan jenis pipa tersebut.

Revision as of 15:42, 1 May 2020

PENDAHULUAN

بِسْمِ اللهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيْمِ

السَّلاَمُ عَلَيْكُمْ وَرَحْمَةُ اللهِ وَبَرَكَاتُهُ

Perkenalkan, saya Muhammad Ridhwan Sunandar dengan NPM 1806181861. Merupakan salah satu mahasiswa S1 Paralel Teknik Mesin Universitas Indonesia angkatan 2018. Di halaman ini saya cantumkan biodata saya beserta tugas ataupun ringkasan sesuai dengan dosen dari mata kuliah yang dicantumkan. Semoga apa yang saya tulis disini bisa berkah dan bermanfaat bagi kita semua.

BIODATA DIRI

Muhammad Ridhwan Sunandar, akrab di sapa Ridho, seorang Mahasiswa Teknik Mesin, angkatan 2018, Fakultas Teknik Universitas Indonesia


NAMA : Muhammad Ridhwan Sunandar

NPM  : 1806181861

JURUSAN : Teknik Mesin

ANGKATAN : 2018












Mekanika Fluida: Selasa, 31 Maret 2020 (PJJ Pertemuan ke-1)

Assalamuálaikum wr.wb. Pada pertemuan hari ini, Alhamdulillah kelas online berlangsung dengan lancar. Kelas online dilaksanakan di aplikasi Zoom dan dipandu oleh Asisten Dosen mata kuliah Mekanika FLuida, yaitu Bang Muhammad Hilman Gumelar Syafei yang mempunyai nama panggilan Bang Edo. Bang Edo merupakan salah satu alumni Teknik Mesin 2014 dan sekarang sedang mengambil S2 atas bimbingan Pak Dai.

Secara garis besar, Bang Edo memberikan 2 materi yang berbeda yaitu Viskositas Fluida atau Kekentalan Fluida dengan penjelasan awal berupa materi dengan presentasi dan dilanjutkan dengan pengenalan aplikasi CFD-SOF.

Bang Edo mengawali penjelasan materi ini dengan membahas Aliran Laminar dan Turbulent serta membahas Reynolds Number dan memberikan beberapa pertanyaan yang dijadikan Pekerjaan Rumah yang saya cantumkan di bagian bawah pada Summary pembelajaran hari ini.

Setelah penjelasan materi dengan presentasi sudah selesai, Bang Edo melanjutkan dengan pengenalan Aplikasi CFD-SOF. Dari yang sudah dijelaskan, saya mendapatkan kesimpulan yaitu Aplikasi CFD-SOF merupakan aplikasi yang berguna untuk melakukan simulasi fluida.

Bang Edo menjelaskan penggunaan aplikasi CFD-SOF ini dari awal dengan mencontohkan suatu kasus yaitu simulasi aliran laminar 2D dengan mengaplikasikan aliran viscous.

Bang Edo memberikan materi dan pengenalan terhadap Aplikasi CFD-SOF ini secara efektif dan jelas. Fungsi Share Screen yang merupakan salah satu fasilitas di aplikasi Zoom pun dimanfaatkan dengan baik sehingga saya bisa mengikuti arahan Bang Edo dengan baik, seperti salah satu contohnya pada gambar berikut :


Pertemuan 1 Zoom.jpeg


Di pertemuan awal pengenalan CFDSOF ini, Bang Edo mengajarkan pembuatan simulasi yang diawali dengan penentuan wall, inflow, outflow pada tampilan bidang xyz. Dilanjutkan dengan penentuan mesh pada bidang xyz, boundary dan di akhir simulasi menekan tombol pada solver.

Dari proses simulasi tersebut, didapatkan hasil simulasi sebagai berikut :


Percobaan 1 CFDSOF.jpeg


Berikut adalah beberapa pertanyaan yang dijadikan PR, yaitu :

1. Apa itu entrance region/aliran masuk?

2. Apa itu aliran berkembang sempurna?

3. Apa pengaruh viskositas dan pengaruh pressure drop dalam pipa?

4. Bagaimana cara menghitung pressure drop suatu aliran dalam laminar/turbulen?

5. Apa itu entrance length?


Jawaban untuk PR tersebut adalah :

1. Entrance region/aliran masuk adalah area pintu masuk saluran fluida sesuai pada gambar yang diberikan. Bagian saluran di mana kecepatan dan/atau suhu tidak sepenuhnya berkembang.Hal ini hanya bergantung pada kondisi awal atau kondisi masuknya fluida ke dalam pipa dimana lapisan batas meningkat hingga mengisi seluruh bagian melintang pipa.

2. Aliran berkembang sempurna adalah aliran pada suatu daerah setelah Entrance region flow. Dimana pada aliran ini, fluida sudah keluar dari boundary layer dan sudah tidak dipengaruhi oleh efek viskositas. Hal ini terjadi ketika fluida berjalan melalui pipa yang penampangnya lurus. Kecepatan fluida untuk aliran berkembang ini titik tercepatnya adalah di garis tengah pipa tersebut.

3. Pengaruh viskositas dan pengaruh pressure drop dalam pipa adalah sebagai berikut :

Viskositas dapat diartikan sebagai kepekatan fluida yang dapat menjelaskan besar kecil sentuhan dalam fluida. Di dalam sebuah pipa jika semakin besar viskositas semakin sulit fluida dalam pipa tersebut untuk bergerak. Salah satu contohnya adalahjika fluida berupa air dan oli dialirkan dalam suatu pipa, maka air tersebut akan lebih cepat mengalir yang disebabkan viskositas air lebih kecil dari oli dan molekul air yang bersentuhan dengan area pipa tersebut lebih cepat mengalir. Lalu, Pressure drop dideskripsikan penurunan tekanan dari satu titik dalam sistem salah satu contohnya adalah pipa ke titik lain yang memiliki tekanan lebih rendah. Aplikasi pada pipa pressure drop meningkat sebanding dengan gesekan dalam jaringan pipa, hal ini pun berlaku untuk sebaliknya.

4. Cara menghitung pressure drop suatu aliran dalam laminar/turbulen adalah sebagai berikut :

ΔP = f.1/2.l/D.ρ.V^2

f = 64/Re

Dengan keterangan sebagai berikut :

Keterangan :

ΔP = Pressure drop (perbedaan tekanan) (Pa)

l = Panjang pipa pengukuran tekanan (m)

D = diameter pipa (m)

ρ = Densitas fluida (kg/m^3)

V = Kecepatan aliran fluida (m/s)

Re = Bilangan Reynold : Laminar (<2100) Turbulen (>2100)

5. Entrance length adalah panjang dari suatu entrance region. Hal ini dipengaruhi oleh jenis aliran yaitu laminar atau turbulence. Ataupun dapat diartikan dengan suatu jarak yang ditempuh suatu aliran fluida setelah memasuki pipa tepat sebelum aliran tersebut berkembang sepenuhnya. Disini, jenis-jenis aliran tersebut bergantung pada reynold number (Re) yang dapat dirumuskan dengan:

Untuk Aliran Laminar : le/D = 0,06 Re

Untuk aliran turbulance : le/D = 4,4 (Re)^1/6


Mekanika Fluida: Rabu, 1 April 2020 (PJJ Pertemuan ke-2)

Assalamu'alaikum.wr.wb

Alhamdulillah pertemuan ke-2 berjaan dengan lancar dan dilaksanakan melalui aplikasi zoom. Pertemuan ini diisi oleh Pak Ahmad Indra Siswanto dan juga dilanjutkan oleh Pak Muhammad Hilman Gumelar Syafei sebagai asisten dosen Pak Ahmad Indra Siswanto. Pertemuan 2 ini diawali dengan pemaparan materi dimana Pak DAI membahas tentang Hukum Konservasi yang dibagi menjadi tiga, yaitu Hukum Konservasi Massa, Konservasi Momentum dan Konservasi Energi seperti berikut:

1. Konservasi massa

Apabila dalam suatu sistem massa total mengalami perubahan secara total artinya berubah terhadap jarak/ruang dan waktu, maka perubahan tersebut dapat diimplementasikan atau diasumsikan sama dengan 0

dm/dt = 0

2. Konservasi Momentum

Apabila dalam suatu sistem kecepatan dan momentum berubah terhadap jarak/ruang dan waktu, maka perubahan tersebut dapat diimplementasikan dengan sigma F atau total gaya yang terjadi.

M. dV/dt = sigma

3. Konservasi Energi

Apabila dalam suatu sistem energi total mengalami perubahan secara total artinya berubah terhadap jarak/ruang dan waktu, maka perubahan energi tersebut dapat diimplementasikan sebagai W atau kerja dan energi panas atau Q.

dE/dt = W+Q


Dengan catatan:

d = differensial total

dho = differensial parsial


Lalu, Pak Dai bertanya bahwa pada mata kuliah Mekanika Fluida concern yang ada adalah menganalisis gerakan fluida terhadap benda atau sebaliknya gerakan benda terhadap fluida?

Pertanyaan tersebut dapat dijawab sebagai berikut:

Perhitungan Benda terhadap Fluida :

Contoh Peritungan Benda terhadap Fluida adalah aerodinamika, kemudian muncul concern apa akibat yang terjadi jika mobil melewati angin?. Jawab, yang terjadi adalah pada akhirnya terjadi hambatan oleh angin yang menghambat laju dari mobil. Disini, yang kita amati adalah fluida di sekitar mobil yaitu (volume control disekitar mobil).

Perhitungan Fluida terhadap Benda :

Contoh Perhitungan Fluida terhadap Benda adalah kipas angin yang menggerakan fluida disekitarnya, kemudian muncul concern berapa daya yg diperlukan kipas angin untuk menggerakan fluida tersebut? Daya yang diperlukan kipas angin terjadi di dalam kipas angin tersebut dimana kipas angin merupakan suatu sistem.

Kemudian, Pak DAI menegaskan disitulah kenapa kita melakukan pendekatan volume bukan sistem.

Materi berikutnya yang disampaikan adalah penjelasan dari pertanyaan materi pada pertemuan 1 yaitu Entrance Region, Fully Developed Flow, dan Entrance lenght dimana penjelasan tentang istilah-istilah tersebut sudah saya paparkan pada jawaban di pertemuan 1.

Setelah penjelasan materi oleh pak Dai, ada soal latihan Cfdsof dari bang edo untuk dikerjakan dan disimulasikan. soal dapat dilihat seperti berikut

Foto Tugas 1.jpg


Mekanika Fluida: Selasa, 7 April 2020 (PJJ Pertemuan ke-3)

Assalamu'alaikum wr.wb.

Pertemuan ke 3 ini Alhamdulillah berjalan dengan lancar. Pak Dai memberikan materi tentang persamaan matematis aliran fluida (governing equation) yang berisi tentang bagaimana mengatur suatu aliran fluida.

Lalu, dilanjutkan dengan simulasi yang diarahkan oleh Bang Edo. Governing Equation lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut :

Laminarflow.jpg

Pak Dai juga menjelaskan tentang hubungan gaya inersia dengan bilangan Reynold. Dimana bilangan Reynold merupakan perbandingan antara Inertia force dengan Friction Force.

Sehingga didapatkan Rumus Bilangan Reynolds sebagai berikut :

Re = Inertia Force/Friction Force (Viskositas)

Setelah itu, Pak Dai menjelaskan pengaruh viskositas flida pada Entrance Region dan Fully Developed Flow. Dijelaskan bahwa semakin kental Fluida, maka Fluida akan mencapai Fully Developed Flow lebih cepat dan pembentukan Entrance Regionnya pun lebih cepat.

Lalu, Pak Dai memberikan soal untuk didiskusikan bersama, berikut adalah soal nya :

Soalwa laminarpipeflow.jpg

Di pertemuan ketiga ini, Bang Edo juga mencontohkan atau mensimulasikannya dengan membuat pipa 3D pada software Inventor ataupun Solidworks dan memisahkan antara outlet, inlet, dan wall. Lalu disimpan dengan format .STL agar bisa di import ke CFDSOF.

Mekanika Fluida: Rabu, 8 April 2020 (PJJ Pertemuan ke-4)

Assalamu'alaikum wr.wb.

Pertemuan hari ini Pak Daimemberikan materi mengenai pembahasan soal - soal dari buku munson, yaitu soal 8.4.

Sebelumnya, Pak Dai membahas bilangan Reynold yang menyebabkannya aliran laminar dan turbulen, aliran laminar memiliki ciri-ciri cenderung merupakan aliran yang teratur dengan kecepatan sama, sementara aliran turbulen mempunyai arah yang tidak teratur.

Selain itu, ada pembahasan tentang Reynold number. Diaman untuk Reynold number yang rendah, lapisan akan bergerak secara ideal karena masih terpengaruh efek viskositas dengan besar. Sementara, untuk Re yang mulai membesar lapisan mulai berosilasi (bisa saling memotong atau tidak) disebut dengan aliran Transisi. Lalu, aliran turbulens memiliki Re yang sangat besar.

Di soal 8.4 ini, terdapat pertanyaan beberapa lapisan - lapisan pada viskositas pada aliran. Di soal tersebut, terdapat pertanyaan a yang menanyakan ketebalan wall shear stress pada suatu aliran. Lalu di poin b, yaitu menanyakan tentang kecepatan pada centerline, hal ini aliran terkait dengan shear stress pada area pipa. Pada bagian area alira dekat dinding, shear stress cenderung akan menjadi besar sehingga mengurangi kecepatan aliran, maka pada centerline shear stress cenderung kecil sehingga kecepatan menjadi lebih besar. Dan di pertanyaan c, yaitu menanyakan tentang perhitungan rasio dari aliran laminar dan turbulen pada aliran fluida. Berikut pembahasan secara perhitungan.

Turbulent Pipe Flow Properties.png


Mekanika Fluida: Selasa, 14 April 2020 (PJJ Pertemuan ke-5)

Assalamuálaikum wr.wb.

Di hari ini, Pak Dai memberikan kuis 1. Kuisnya berupa membuat artikel tentang soal-jawab yang ada di main page. Total dari soal tersebut ada enam, dan berikut adalah yang sudah saya buat dari keenam soal tersebut.


Analytical solution of laminar flow through the parallel- plate

Artikel hasil diskusi: Pengaruh jenis Aliran terhadap Profil Kecepatan yang dipengaruhi Kinematik Viskos dan Fully Developed Flow diantara Dua Plata

Pada soal nomor 1, yaitu example 3.4. Tertulis bahwa aliran tersebut adalah Aliran Laminar yang terletak diantara dua plat dan soalnya adalah mencari profil kecepatannya dari aliran tersebut.

Disini ada pengaruh kinematik viskos dan fully developed flow juga terhadap profil kecepatan. Konsep yang harus dipahami dari soal ini, diawali dengan Aliran Laminar itu sendiri. Aliran Laminar merupakan suatu aliran dengan Reynold Number dibawah 2300. Dan aliran turbulen dengan Renold Number diatas 4000.

Aliran no.1.jpg

Terlihat di gambar tersebut perbedaan antara aliran laminar dan aliran turbulent. Di soal tertulis kinematic viskosnya 0 dikarenakan saat suatu aliran fully developed, vector kecepatan aliran tersebut tidak lagi berubah dan tidak ada perubahan kecepatan dalam arah x. Hal ini dapat kita ketahui setelah meninjau Entrance Length, dimana Entrance Length untuk suatu aliran laminar adalah 0,06 Re. Karena aliran ini full developed, maka tidak ada perubahan kecepatan terhadap x, yang berlaku adalah u terhadap y., tertulis u=u(y). Karena v=0, ini menyebabkan kecepatan terhadap y adalah 0 juga di y=0. Selain itu, konsep di soal ini juga terdapat Governing Equation, dimana kita dapat menemukannya pada hokum konservasi momentum, konservasi energi, dan konservasi massa yang merupakan dasar-dasar pada mekanika fluida. Aplikasi dari soal ini adalah kita dapat menggunakannya dalam perhitungan kasus aliran pipa dan menggunakannya pada beberapa perhitungan kasus mekanika fluida.


Laminar Parallel Plate Flow - CFD Simulation

Artikel hasil diskusi : Pengaruh Efek Viskositas dan Entrance Length terhadap suatu aliran

Di soal nomor 2, yaitu example 3.5. Di soal ini ada intruksi untuk mendiskusikan simulasi untuk mengetahui profil kecepatan antara entry length entrance region dan entry length pada aliran pipa. Disini tertulis untuk H = 0.1 m dan L = 1m. Ada beberapa hal lagi yang diketahui, yaitu :

- Density yang dipakai adalah 1.2 kg/m3. Kondisi yang diketahui adalah fixed inlet velocity kecepatan inlet 0.01 m/s dan kecepatan dinamiknya adalah 4x10-5 kg/m.s dan viskositasnya adalah 10-5 kg/m.s

- Untuk fixed kecepatan dinamis viskositas nya adalah 4 x 10-5 kg/m.s dan kecepatan inlet 0.01m/s dan kecepatan inlet 2 nya 0.04 m/s.

Sofrware CFDSOF digunakan untuk melakukan simulasi agar diketahui profil kecepatan yang berubah seiring masuknya fluida ke dalam pipa. Sebelumnya, saya akan menjelaskan entrance region dan entrance length. Fluida yang masuk kedalam pipa dengan kecepatan inlet, akan terus melaju semakin dalam dan dipengaruhi oleh viskositas sehingga menimbulkan efek viskositas. Hal ini mempengaruhi fluida sehingga didapatkan kecepatan fluida yang berbeda-beda. Lalu, kecepatan inlet berubah hingga suatu titik dimana profil kecepatannya sudah tetap dan stabil. Daerah profil kecepatan fluida berubah karena efek viskositas dinamakan Entrance Region dan panjangnya disebut Entrance Length. Viskositas dinamik yang diketahui digunakan untuk perbandingan antara profil kecepatan yang terjadi pada aliran tersebut. Grafik yang didapatkan adalah perbedaan downstream location x/H yang memasuki inlet. Bilangan Reynold merupakan salah satu parameter penting dalam konsep aliran viskos yang berlaku pada kasus ini, dimana persamaan Bilangan Reynold nya adalah :

Rumus Reynolds No2.JPG

Dari simulasi yang dilakukan di CFDSOF didapatkan beberapa grafik. Dapat dilihat bahwa perbedaan dari viskositas dinamik yang lebih besar dan entrance length pada grafik 3.5.2 lebih pendek daripada grafik 3.5.3 dimana grafik tersebut entrance length nya lebih Panjang. Dan pada grafik 3.5.4 dan 3.5.5 terlihat bahwa kecepatan inlet yang lebih tinggi membuat semakin panjangnya entrance length. Dari hal tersebut dapat disimpulkan bahwa Entrance length dipengaruhi oleh efek veskositas dan kecepatan. Aplikasi yang bisa digunakan dari konsep soal ini adalah disaat ada air dan minyak, dimana viskositas minyak lebih besar sehingga kecepatan minyak lebih lambat. Sehingga entrance length nya lebih Panjang. Selain itu, kita dapat mengaplikasikannya sebagai konsep dalam kasus suatu aliran dalam pipa yang harus memperhatikan kondisi fluida tersebut agar bisa efisien dan efektif dalam mengalirkan aliran tersebut.


Turbulent Parallel Plate Flow - CFD Simulation Case study

Artikel hasil diskusi : Pengaruh Jenis suatu Aliran terhadap Profil Kecepatan dan Akibat dari Tegangan Geser yang terjadi pada suatu Aliran

Pada soal nomor 3 , yaitu Example 3.8. Kasus soal tersebut adalah ada dua dimensi CFD yang terletak antara dua plat parallel yang digunakan untuk melakukan demonstrasi 2 aliran, yaitu aliran laminar dan aliran turbulen. Di soal ini diminta untuk mencari apa perbedaan kecepatan dan profil kecepatan dari aliran- aliran tersebut. Diketahui beberapa ketentuan, yaitu dengan H = 0,1 m dan L = 10 m. Lalu density yang digunakan adalah 1.2 kg/m3, kecepatan dinamik nya adalah 2 x 10-5 kg/m.s, kecepatan inlet 1 nya adalah 0,02m/s, dan kecepatan inlet 2 nya adalah 1 m/s. Konsep pada soal ini bisa dimulai dari membedakan profil kecepatan ataupun kecepatan dari suatu aliran, dimana pada soal ini ada dua aliran yang berbeda yaitu aliran laminar dan aliran turbulen. Hal ini bisa kita tinjau dari perbandingan antar grafik.

Grafik1 No3.jpg

Terlihat bahwa pada grafik profil kecepatan aliran laminar cenderung lebih membentuk parabola, dan pada grafik aliran turbulent parabola yang dibentuk tidak sempurna dan cenderung lebih tumpul dengan adanya kenaikan yang kurang stabil di awal dan di akhir grafik.

Grafik2 No3.jpg

Sementara, untuk grafik aliran di daerah fully developed dinamik viskositas untuk aliran laminar terlihat garis lurus yang berarti konstan. Tapi, untuk aliran turbulen terlihat membentuk suatu parabola yang kurang sempurna sehingga terbentuk kurva dengan kenaikan atau penurunan yang cukup signifikan. Konsep yang lain pada soal ini adalah bisa terjadinya suatu tegangan geser yang dikarenakan terjadinya gesekan fluida pada dinding pipa tersebut. Hal ini merugikan karena dapat menyebabkan panas yang dikarenakan adanya pressure drop pada aliran turbulen yang tinggi dan kecepatan yang beragam. Aplikasi dari konsep soal ini adalah dalam simulasi suatu aliran, hal-hal yang menjadi faktor pressure drop dapat diminimalisasi sedikit mungkin agar terciptanya suatu aliran yang efisien dan efektif dalam pelaksanannya.


Soal jawab mekanika fluida, munson, example 8.2 laminar pipe flow

Pada soal nomor 4, yaitu Example 8.2. Soal ini menanyakan tentang pressure drop dimana ada pengaruh dari kemiringan dan sudut elevasi pada pipa tersebut. Konsep pada soal ini bisa diawali dengan memahami Pressure drop. Pressure drop adalah peristiwa hilangnya atau penurunan tekanan dalam suatu pipa yang diakibatkan adanya gaya gesek dan beberapa faktor. Pressure drop dapat terjadi karena penurunan kecepatan ataupun perubahan tinggi suatu fluida. Nilai dari pressure drop sendiri dipengaruhi oleh kecepatan aliran saat masuk dan luas penampang pipa. Hal ini mengakibatkan semakin besar flow rate, maka pressure drop akan semakin besar. Selain flow rate, Panjang pipa pun mempengaruhi pressure drop. Semakin panjang pipa tersebut, maka pressure drop nya akan semakin besar juga. Hal ini sangat merugikan untuk aliran pada pipa tersebut. Sehingga konsep ini bisa di aplikasikan untuk suatu aliran pipa dimana bisa digunakan untuk meminimalisir pressure drop dari suatu aliran dengan pipa yang panjang ataupun dengan faktor-faktor yang menimbulkan pressure drop, sehingga mengakibatkan kerugian pada simulasi ataupun kegiatan tersebut.


Turbulent Pipe Flow Properties, Example 8.4, FFM, Munson et. al

Pada soal nomor 5, yaitu Example 8.4. Soal ini menanyakan tentang lapisan viskos atau viscous sublayer dan membahas tentang tegangan geser turbulen ataupun laminar di pipa. Konsep untuk soal ini bisa diawali dengan memahami viscous sublayer itu sendiri. Viscous Sublayer adalah suatu lapisan tipis yang berada pada aliran sekat dinding pipa.

Aliran2 No5.png

Terlihat di gambar tersebut viscous sublayer terletak dibawah dekat dengan permukaan. Viscous Sublayer merupakan lapisan yang terbentuk akibat adanya kecepatan turbulen dengan kecepatan gesek. Di viscous sublayer ini, tegangan turbulen yang terjadi kecil atau sangat tipis. Dikarenakan pada viscous sublayer yang lebih dominan adalah tegangan geser viscous yang menyebabkan kecepatan aliran nya cenderung kecil dan merupakan aliran laminar. Tegangan geser dinding berbanding terbalik dengan sublayernya, yaitu semakin besar tegangan geser tersebut maka sublayernya akan semakin kecil atau semakin tipis. Aplikasi pada soal ini kita dapat memanfaatkannya untuk menciptakan atau saat simulasi suatu pipa, kita dapat memanfaatkan konsep tegangan geser dinding yang menyebabkan tipisnya sublayer yang memperkecil pressure drop.


Comparison of Laminar or Turbulent Pressure Drop

Artikel hasil diskusi : Pengaruh Jenis Aliran terhadap Pressure Drop dan Pengaruhnya terhadap suatu Aliran

Pada soal nomor 6, yaitu Example 8.5. Soal ini menanyakan tenang pressure drop pada aliran laminar dan aliran turbulent. Konsep untuk soal ini bisa diawali dengan memahami apa itu pressure drop. Pressure drop merupakan hilangnya tekanan yang dikarenakan adanya gesekan fluida dengan permukaan. Tekananan pada fluida ada 3 jenis, yaitu tekanan statik, tekanan dinamis, dan tekanan hidrostatis yang merupakan tekanan total dari pressure drop itu sendiri. Lalu, pressure drop ini merupakan perbedaan antara tekanan total diawal dan total tekanan diakhir. Jika ditinjau dari jenis alirannya, dimana aliran laminar merupakan aliran yang lebih teratur dibandingkan dengan aliran turbulen maka pressure drop yang terjadi pada aliran turbulent akan cenderung lebih besar. Hal ini juga bisa dilihat dari friction force suatu aliran. Dimana pada aliran laminar friction force nya cenderung lebih kecil dibanding aliran turbulen. Selain itu, panjang suatu pipa juga dapat mengakibatkan meningkatnya friction force, dimana semakin tinggi friction force maka semakin besar juga pressure drop pada aliran tersebut. Aplikasi pada kasus ini adalah pada proses pemilihan pipa suatu fluida, untuk bisa mendapatkan hasil ataupun proses yang lebih efisien dan efektif lebih baik kita lebih mempertimbangkan pemilihan pipa dari ukuran dan jenis pipa tersebut.


Mekanika Fluida: Rabu, 15 April 2020 (PJJ Pertemuan ke-6)