Iza azmar aminudin

بِسْمِ اللهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيْمِ

السَّلاَمُ عَلَيْكُمْ وَرَحْمَةُ اللهِ وَبَرَكَاتُ

Biodata Diri

Iza Azmar Aminudin

Nama  : Iza Azmar Aminudin

NPM  : 1806233316

Prodi  : Teknik Mesin Universitas kelas paralel

Kelas Mekanika Fluida 02-2020

---

---

Pertemuan 1: 31 Maret 2020

---

Analisis Aliran Fluida dalam pipa menggunakan software CFDSOF-NG

Kelas ini dijalankan secara online dan diampu oleh Bang Edo Syafei sebagai Asisten Dosen.

Konsep Dasar

Bilangan Reynold Bilangan Reynold adalah perbandingan antara gaya inersia (Vsp) terhadap gaya viskositas (μ/L) yang menunjukkan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentikasikan jenis aliran yang berbeda, misalnya laminar dan turbulen.

Persamaan bilangan Reynold yaitu,

                                                         Re = V.D.ρ/μ

Dimana :

V kecepatan (rata-rata) fluida yang mengalir (m/s)

D adalah diameter dalam pipa (m)

ρ adalah masa jenis fluida (kg/m3)

µ adalah viskositas dinamik fluida (kg/m.s) atau (N. det/ m2)

Analisis Fluida Dengan Aplikasi CFDSF-NG

Analisis fluida yang dilakukan pada CFDSOF kali ini adalah analisis kecepatan(u) dan tekanan(p) fluida pada pipa sepanjang 1 meter. Pada analisis kali ini, diasumsikan bahwa fluida mengalami aliran laminar. Berikut adalah asumsi properti fluida yang digunakan dalam menganalisis fluida. Kecepatan awal fluida  : 0,01 m/s

Dynamic VIscosity  : 0,000018 kg/m.s

Rho  : 1,225kg/m3

Kinematic Viscosity  : 1,47 x 10^-5

Diameter  : 0,1 m

maka didapatlah nilai bilangan Reynold sebesar 0,889

Untuk aliran Laminar, bilangan Reynoldnya harus <2100, dengan demikian asumsi ini dapat digunakan untuk analisis aliran fluida.

tampilan Excel asumsi Fluida

Masuk ke dalam software CFDSOf, awalnya kita diberikan suatu analisis untuk bentuk box, karena analisis akan dilakukan dengan tinjauan dua dimensi. Selanjutnya adalah menentukan dimensi dan divisi (grid) untuk menganalisis aliran fluida dalam pipa. Sumbu Z diabaikan karena analisis ini hanya untuk 2 Dimensi.

tampilan dalam software CFD-NG

Lalu, analisis dilanjutkan dengan menentukkan properti fluida sesuai dengan yang diinginkan. Pada kasus ini, properti fluida dan aliran fluida disesuaikan dengan asumsi awal yang akan telah dilakukan untuk aliran lamiran. Selain itu, fluida diasumsikan Inviscid , Incompressible, Steady-State, Laminar serta Subsonic.

asumsi fluida pada software CFDSOF

Selanjutnya kita perlu untuk menjalankan CFD Solver. Setelah dijalankan, akan muncul grafik momentum residual terhadap waktu. Pada kasus ini diperolah iterasi sebanyak 65 kali.

alt text

Untuk visualisasi yang lebih jelas, gunakan software Paraview untuk melihat distribusi kecepatan(u) dan tekanan(p) sepanjang pipa.

Terlihat Kecepatan fluida yang mengalir pada pipa secara umum homogen disepanjang pipa.Kecepatan maksimal berada pada sumbu dari pipa dan bernilai nol pada fluida yang bersentuhan dengan permukaan pipa.Namun terdapat perbedaan pada Inlet dikarenakan Profile belum terbentuk sempurna pada Entrance Region.

Distribusi kecepatan fluida pada pipa

Pada distribusi tekanan terlihat bahwa semakin jauh dari titik inletnya,maka tekanan akan semakin berkurang. Hal ini disebabkan oleh terjadinya head loss atau penurunan tekanan fluida karena adanya gesekan antara permukaan pipa dengan fluida.

distribusi tekanan sepanjang pipa

Untuk mengetahui bentuk profil didapatkan dengan cara melakukan plot pada aliran yang telah sempurna terbentuk (Fully Develop) yaitu berada pada x=0,8 m dari titik (0,0,0). Angka ini didapatkan dari perhitungan Enterance Length yang menunjukkan pada jarak ke berapa profil sudah terbentuk dengan sempurna(Fully Developed).

profil kecepatan dan tekanan aliran fluida

Selanjutnya, terdapat beberapa pertanyaan terkait materi ini yaitu sebagai berikut.

Pada pertemuan ini, Mas Edo sebagai pengajar serta memberi beberapa pertanyaan:

Apa itu entrance region/aliran masuk?

Apa itu fully developed flow/aliran berkembang sempurna?

Apa itu entrance length?

Apa pengaruh viskositas? dan pengaruh pressure drop dalam pipa?

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

Referensi Munson, Bruce R. Mekanika Fluida Edisi keempat jilid 1. Iowa State University, Iowa, USA.