Comparison of Laminar or Turbulent Pressure Drop

< back to Soal-jawab Mekanika Fluida

Studi kasus dan Terjemahannya

(Ref. Fundamentals of fluid mechanics, Munson et. al., 6th ed., John Wiley & Sons)

Terjemahan

Diketahui Udara dalam kondisi standar mengalir melewati pipa berdiameter 4.0 mm dengan kecepatan rata-rata V=50m/s. Untuk kondisi seperti ini, normalnya terjadi aliran turbulen. Namun, jika dilakukan upaya pencegahan untuk menghilangkan gangguan terhadap aliran (jalan masuk menuju pipa sangat halus, udara yang ada merupakan udara yang jernih, pipa tidak mengalami getaran, dll) ada kemungkinan untuk tetap mempertahankan keadaan aliran laminar.

Ditanyakan

(a) Tentukan rugi tekanan pada bagian 0,1 m dalam pipa jika aliranyang mengalir aliran laminar.

(b) Ulangi perhitungan jika aliran yang mengalir adalah aliran turbulen

Artikel 1 hasil diskusi : Pengaruh Aliran Laminer dan Turbulen terhadap Pressure Drop pada Aliran Fluida

Konsep yang digunakan pada soal ini adalah pengaruh dari aliran laminer dan turbulen terhadap pressure drop. 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 tekanan, 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.

Dari pernyataan-pernyataan di atas dapat kita simpulkan bahwa 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.

Aplikasi dari konsep ini adalah, dalam perancangan pemasangan pipa kita dapat merekayasa aliran dalan pipa tersebut dengan menurunkan tingkat turbulensinya sehingga pompa yang dibutuhkan dapat lebih murah.

Ahmad Mohammad Fahmi (1806181836)

Artikel 2 Perbandingan Pressure Drop pada Aliran Turbulen dan Laminar Dalam Distribusi Fluida Pada Sistem Pipa Melintang Panjang

Pada aliran laminar di soal nomor 4 dengan diameter pipa 25cm. kecepatan aliran adalah 3.84 x 10-4 m/s dan viskositas dinamik 7.87 x 〖10〗^(-3) m/s menghasilkan pressure drop sebesar 0.161 Pa. Akan tetapi pada dunia nyata kecepatan aliran tersebut sangat kecil, Jika kita asumsikan kecepatan aliran pada kehidupan sehari – hari adala 1 m/smaka bagaimana pressure dropnya.

Pertama harus dicari Reynold Number dahulu.

Dapat dilihat jika perbandingan reynold number sangat signifikan.

ReLaminar : Re Turbulen (Perbandingan Re soal nomor 4 dan nomor 6)

2400 : 304878.05 atau setara 1 : 127. 03

Maka Kita dapat menghitung pressure dropnya dengan cara:

Dilihat dari hasilnya pressure drop sangat tinggi sampai 13kPa. Biasanya dalam kehidupan sehari – hari untuk menyalurkanfluida tersebut sejauh 1 kilo meter dengan membutuhkan flow rate yang stabil maka pasti di antara 1 – 1000 m akan diberikan tambahan pompa untuk menjaga agar tekanan fluida tidak turun dengan besar sehingga fluida tetap bisa mengalir.

Dari perbandingan soal nomor 4 dan soal nomor 6 dapat disimpulkan hanya dengan memvariasi kecepatan aliran dari laminar menjadi turbulen, tekanan jatuhnya sangat berbeda jauh.

Gandes Satria Pratama

1906435492

= Artikel 3 hasil diskusi : Rugi-rugi Tekanan pada Laminer dan Turbulen

Sering disebutkan bahwa aliran laminer merupakan aliran fluida yang dianggap ideal. Sedangkan aliran turbulen adalah aliran non-ideal yang banyak ditemui di kehidupan sehari-hari.

Aliran laminer dianggap sebagai aliran fluida ideal, salah satu nya adalah karena pressure drop atau rugi-rugi tekanan yang terjadi pada aliran ini sangat kecil. Untuk suatu kondisi yang sama, rugi-rugi tekanan pada aliran turbulen dapat meningkat tajam jika dibandingkan dengan laminer.

Hal ini disebabkan karena adanya pengaruh dari friction force yang terjadi. Pada aliran turbulen, nilai friction force ini sangat besar disebabkan oleh karakteristik aliran tersebut yang cenderung acak. Semakin meningkatnya friction force, maka rugi-rugi tekanan yang didapatkan akan semakin besar.

Rugi-rugi tekanan pada aliran turbulen juga dapat disimpulkan sangat bergantung pada panjang dari pipa. Semakin panjang suatu pipa, maka daerah yang berkontak akan semakin tinggi, dengan demikian meningkatkan friction factor nya.

Perlu diperhatikan bahwa, friction factor untuk aliran Laminer dan Turbulen sangat berbeda. Untuk mendapatkan nilai friction factor laminer, parameter yang digunakan hanya Reynolds Number. Sedangkan, pada aliran turbulen, friction factor didapatkan dengan menggunakan formula Colebrook (yang merupakan representasi untuk bagian non-laminer Moody Chart) ataupun menggunakan formula Haaland.

Dengan penjelasan tersebut, pada kehidupan sehari-hari, sudah menjadi hal yang umum untuk membuat aliran mendekati kondisi laminer (sedekat yang dimungkinkan) salah satunya adalah untuk menekan terjadinya rugi-rugi tekanan yang terlalu tinggi.

-Elita Kabayeva, 1906435486-

Artikel 4 hasil diskusi : Pengaruh Jenis Aliran terhadap Pressure Drop

Pressure drop adalah penurunan tekanan yang terjadi akibat adanya gesekan pada fluida yang mengalir. Pressure drop akan menyebabkan panas, karena energi tekanan berubah menjadi panas. Pressure drop didapatkan dari selisih antar tekanan total inlet dan tekanan total outlet.

Pressure drop pada aliran turbulen akan lebih besar dibandingkan dengan aliran laminer. Hal itu disebabkan karena aliran laminer hanya ada tegangan viscous, sementara aliran turbulen ada tegangan viscous dan tegangan gesek antar partikel. Tegangan gesek ini akan menyebabkan penurunan kecepatan aliran, sehingga tekanan dinamisnya berkurang.

Pressure drop juga dipengaruhi oleh gravitasi, yaitu saat perubahan ketinggian pipa. Selain, pressure drop dipengaruhi oleh arah pipa dan katup. Sambungan pipa dengan arah yang berbeda dan katup akan menghasilkan gesekan dan menyebabkan pressure drop. Ukuran diameter pipa juga berpengaruh. Bila diameter pipa besar maka pressure drop kecil. Faktor tersebut selalu ada secara konstan. Ada faktor yang semakin memburuk seiring berjalannya umur pipa, yaitu kekasaran pipa dan korosi yang menyebabkan gesekan semakin besar.

Aplikasi dari konsep pressure drop adalah analisis aliran dalam pemasangan pipa. Dari analisis tersebut kita dapat memprediksi pressure drop aliran, sehingga dapat dilakukan pemilihan bentuk dan material pipa yang paling efektif untuk aliran tersebut sehingga lebih hemat untuk jangka waktu yang panjang dan meminimalisir kerusakan pipa karena aliran turbulen.

Raditya Aryaputra Adityawarman (1806181691)

Artikel 05 hasil diskusi : Penerapan Segmented Baffles pada pressure drop

Pada penerapan Segmented Baffles dalam penurunan tekanan pipa secara signifikan meningkat dibandingkan dengan pipa lurus. Tekanan dinamis meningkat seiring dengan meningkatnya bilangan Reynolds tetapi jika dibandingkan dengan tekanan dinamis pipa lurus lebih signifikan pada baffle. Koefisien gesekan kulit meningkat dengan meningkatnya jumlah Reynolds dan gesekan kulit lebih penting pada pipa yang membingungkan. Dalam aliran laminar kehadiran baffle menciptakan turbulensi. Pada peningkatan bilangan Reynolds intensitas turbulen meningkat secara linear. Mempertimbangkan suhu mempengaruhi baffle memberikan keuntungan dalam meningkatkan kinerja termo-hidrodinamik. Tegangan geser dinding secara drastis meningkatkan kebingungan saat jumlah Reynolds meningkat. Karena adanya turbulensi dalam faktor gesekan pipa meningkat secara linear seiring dengan jumlah Reynolds. Mengintegrasikan permukaan yang diperluas dalam pipa dan saluran meningkatkan karakteristik perpindahan panas seiring dengan meningkatnya faktor gesekan. Oleh karena itu, banyak digunakan dalam desain penukar panas.

Oleh : Hans Thiery T (1806233341)

Artikel 06 hasil diskusi : Pengaruh Kekasaran Dinding Aliran pada Aliran Turbulen dan Laminer

Pada dasarnya pressure drop adalah penurunan tekanan yang terjadi karena adanya gesekan fluida dengan dinding fluida. Pada aliran laminer pressure drop yang terjadi berhubungan dengan kekasaran pipa, sedangkan pada aliran turbulen, pressure drop erat kaitannya dengan viskos sub-layer. Viskos sub-layer adalah lapisan tipis dekat dinding fuida dengan turbulensi minimal yang nantinya energi turbulen itu berubah menjadi energi panas. Sifat dan struktur dari viskos sub-layer tersebut dipengaruhi oleh kekasaran pipa. Dengan demikian pressure drop pada aliran turbulen juga dipengaruhi oleh kekasaran dari pipa tersebut. Pada aliran laminer tidak ada viskos sub-layer dikarenakan efek viskos tersebut terjadi sepanjang aliran sehingga menutupi fluktuasi turbulen.

Oleh : Ikhsanul Fikri Fakhrurrozi (1906435510)

Artikel 07 hasil diskusi : Pendekatan Analisis Dimensional terhadap Penurunan Tekanan pada Aliran Turbulen

Example 8.5 membahas mengenai perbandingan pressure drop pada aliran laminar dengan aliran turbulen. Pada kasus tersebut, aliran terjadi merupakan aliran turbulen. Pada kasus sebelumnya, digunakan pendekatan dengan Hukum II Newton untuk menganalisis aliran laminar fluida. Namun, jika pendekatan ini diterapkan pada aliran turbulen, perhitungan menjadi sangat sulit, bahkan tidak mungkin. Maka untuk menganalisis aliran turbulen, dapat digunakan Analisis Dimensional (Dimensional Analysis). Dengan pendekatan analisis dimensional, kita dapat mengukur perubahan tekanan pada aliran fluida dalam sebuah pipa, baik itu aliran laminar ataupun aliran turbulen. Perhitungan dengan menggunakan analisis dimensional bergantung dengnan friction factor atau faktor friksi, dinotasikan dengan f, yaitu sebuah konstanta yang dependen pada bilangan Reynold dan/atau kekasaran relatif (relative roughness). Untuk aliran laminar, nilai f adalah 64/Re, independen terhadap kekasaran relatif. Sedangkan untuk aliran turbulen, nilai f tidak dapat dihitung secara teoritis, namun dengan menggunakan tabel yaitu moody chart, yaitu tabel yang menunjukkan nilai f berdasarkan bilangan Reynolds dan kekasaran relatif. Nilai dari tabel ini didapat melalui hasil eksperimen, bukan melalui perhitungan teoritis. Selain Moody Chart, metode alternative untuk mendapatkan nilai f adalah dengan menggunakan Colebrook Formula. Selain itu, untuk aliran turbulen pada pipa halus dengan bilangan Reynolds dibawah 100 000, dapat digunakan Blasius Formula untuk memperoleh nilai f.

Oleh: Edward Joshua Patrianus Mendrofa (1806233354)

Artikel 8 hasil diskusi: 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.

Oleh: Muhammad Fairuz Daffa (1806181716)

Artikel 9 :Penerapan Navier-Stokes pada Aliran Fluida Laminer Pipa Tidak Horizontal

Persamaan Navier-Stokes merupakan bentuk diferensial dari hukum kedua Newton tentang pergerakan dari suatu fluida. Persamaan ini menyatakan bahwa perubahan dalam momentum partikel fluida hanya bergantung pada gaya viskos internal dan gaya viskos tekanan eksternal /menjelaskan kesetimbangan gaya-gaya yang bekerja pada fluida .Persamaan Navier-Stokes memiliki banyak aplikasi yang berhubungan dengan mekanika fluida. Fluida diterapkan dalam meteorologi, hidrologi, oseanografi, dan penelitian medis pada pernapasan dan sirkulasi darah. Penerapan persamaan Navier-Stokes pada kasus aliran fluida laminer di pipa tidak horizontal. Jika alirannya tidak berkembang penuh, sehingga analisis teoretis menjadi jauh lebih kompleks. Untuk itu digunakan batasan-batasan yang tepat selama proses penyelesaian untuk memperoleh kecepatan rata-rata fluida, laju aliran volume fluida, serta laju aliran massa fluida. Persamaan Navier-Stokes diselesaikan secara teoritik. Analisis persamaan NavierStokes dalam persamaan diferensial untuk gerak fluida dibatasi pada, (1) aliran laminar yaitu gerak partikel atau distribusi fluida yang kecepatannya seragam, lurus, dan sejajar, (2) aliran tunak berkembang penuh yaitu kondisi dimana komponen aliran tidak berubah terhadap waktu, dan (3) inkompresibel (tak mampu-mampat) yaitu kondisi aliran dimana rapat massa fluidanya tidak berubah Persamaan Navier-Stokes diselesaikan untuk geometri tertentu dari aliran laminar berkembang penuh di dalam sebuah pipa bundar yang tidak horizontal. Gerakan umum dari sebuah fluida Newtonian tak mampu-mampat diatur oleh persamaan kontinuitas (kekekalan massa) dan persamaan momentum

Oleh : LAKSITA AJI SAFITRI (1906435523)

Artikel 10 hasil diskusi: Perbandingan Pressure Drop pada Aliran Laminar dan Turbulen

Pressure drop pada aliran turbulen lebih besar dibandingkan pada aliran laminar. Nilai pressure drop ini dikarenakan aliran turbulen memiliki tegangan gesek dan viscous, sementara pada aliran laminar hanya didominasi oleh tegangan viscous. Selain itu dipengaruhi juga oleh friction factornya, dimana pada aliran laminar menggunakan rumus yang dipengaruhi oleh Re saja dan pada aliran turbulen friction factor ditentukan berdasarkan formula ColeBrook

Oleh: Virsya Pramesti Salsabila - 1806181760

Artikel 11 hasil diskusi : Perbandingan Pressure Drop pada aliran laminar dan turbulent

Pressure drop ada kehilangannya tekanan yang diakibatkan adanya gesekan antar fluida dengan permukaan. Dimana pressure drop adalah perbedaan antar tekanan total di awal dengan tekanan total di akhir. Tekanan total ini adalah akumulasi dari tekanan statis dengan tekanan dinamis dan juga tekanan hidro statis. Pressure drop juga dipengaruhi oleh besar nya kecepatan pada aliran sehingga semakin besar kecepatan aliran maka pressure drop akan semakin besar. Hal ini berarti pressure drop pada aliran turbulent akan lebih besar daripada aliran laminar karena kecepatan pada lairan turbulen lebih besar dari aliran laminar. Hal ini sejalan dengan hasil perhitungan pada contoh soal diatas.

Oleh : Muhammad Bagir Alaydrus (1806233373)

Artikel 12 hasil diskusi : Diagram Moody

Diagram Moody

Grafik atau diagram diatas merupakan diagram Moody. Diagram ini menunjukkan jenis suatu aliran dengan membaca angka–angka yang telah diketahui. Diagram ini memudahkan analisis jenis-jenis aliran dalam pipa. Diagram ini menunjukkan bahwa di bagian kanan atas aliran turbulen dan bagian atas kiri adalah laminar. Cara membacanya adalah, pertama-tama untuk menentukan faktor gesekan, nilai kekasaran relatif dari pipa dapat dilihat di sebelah kanan. Kemudian cari Reynolds number di bagian bawah, tarik keatas sampai memotong, sebelah kiri akan didapatkan nilai faktor gesekan dan jenis aliran apakah turbulen ataukah laminar.

Oleh: Mizan Eryandhika Guntorozi - 1806181823

Artikel 13 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.

Oleh: Muhammad Ridhwan Sunandar - 1806181861

Artikel 14 hasil diskusi : Pengaruh Jenis Aliran terhadap Pressure Drop

Pada studi kasus ini kita mengetahui bahwa aliran Laminar itu ditandai dengan alirannya yang bergerak dengan kecepatan yang sama, aliran ini ditandai dengan alirannya yang tenang. Lalu, aliran Turbulen terjadi jika fluida tidak lagi tenang, fluida bergerak menjadi bergejolak dan aliran fluida tidak menunjukan pola gerakan yang dapat dilihat, kedua aliran ini bias mengalami penurunan tekanan karna adanya gangguan dari luar atau pun karna permukaan yang tidak baik, untuk mengetahui seberapa besar penurunan tekanan tersebut kita dapat melakukan uji coba pada aliran transisi yang terbentuk ditengah-tengah aliran Laminar dan Turbulen yang terjadi. Aliran transisi tersebut bias di uji dengan Besar Bilangan Reynolds : Re = ρ .D . v/μ

Oleh : Muhammad Bagus Pratama 1806181792

Artikel 15 hasil diskusi : Perbandingan Faktor yang Mempengaruhi Pressure Drop Padaa Aliran Laminar dan Turbulen

penurunan tekanan dapat dihitung menggunakan rumus berikut:

Δp = v ² × f × L × ρ

                2D

dimana

Δp = penurunan tekanan dalam pascal (Pa)

v = kecepatan dalam meter per detik (m / detik)

f = faktor gesekan

L = panjang pipa atau selang dalam meter (m)

ρ = densitas cairan dalam kilogram per meter kubik (870-890 kg / m³ untuk minyak hidrolik)

D = diameter dalam pipa atau selang dalam meter (m)

Jika bilangan Reynolds <2320, disebut aliran laminar. Aliran laminar ditandai dengan meluncur dari lapisan konsentris silinder melewati satu sama lain dalam mode tertib. Kecepatan fluida pada maksimum pada sumbu pipa dan menurun tajam ke nol pada dinding. Penurunan tekanan yang disebabkan oleh gesekan aliran laminar tidak tergantung dari kekasaran pipa.

koefisien gesekan pada Pipa aliran laminar:

λ=64/Re

dimana:

λ = Koefisien Gesekan Pipa

Re = bilangan Reynolds

Catatan: pipa mulus sempurna akan memiliki kekasaran nol.

Jika bilangan Reynolds> 2320, disebut aliran turbulen.

Dikatakan aliran turbulen jika ada gerakan tidak teratur partikel fluida dalam arah melintang terhadap arah aliran utama. Distribusi kecepatan aliran turbulen lebih seragam di seluruh diameter pipa daripada di aliran laminar. Penurunan tekanan yang disebabkan oleh gesekan aliran turbulen tergantung pada kekasaran pipa. koefisien gesekan pada Pipa aliran turbulen (dalam kasus):

1/(√λ) = -2 log [2,51/(Re.√λ) +k/D x 0,269]

dimana:

λ = Koefisien Gesekan Pipa

g = Percepatan Gravitasi

Re = Reynolds Nomor

k = Mutlak (Kekerasan)

D = Diameter Pipa

Oleh : jenizhar Adivianto - 1806181810

Artikel 16 hasil diskusi: PERBANDINGAN PRESSURE DROP PADA ALIRAN LAMINAR DAN TURBULEN

Penurunan tekanan (pressure drop) adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan penurunan tekanan dari satu titik dalam pipa ke hilir titik. Penurunan tekanan merupakan hasil dari gaya gesek pada fluida ketika mengalir melalui pipa yang disebabkan oleh resistensi terhadap aliran. Semakin besar gaya gesek pada fluida maka akan menghsilkan penurunan tekanan (pressure drop) yang besar juga.

Langkah 1: Menentukan Bilangan Reynolds menggunakan rumus diatas • Nilai Reynolds <2200 adalah aliran laminer. • Nilai Reynolds number antara 2200 sampai dengan 4000 adalah aliran transisi. • Nilai Reynolds number >4000 adalah aliran turbulen. Aliran Laminer cenderung memiliki kecepatan yang rendah dan lapisan – lapisan garis aliran tidak memotong antara satu dengan yang lainnya. Aliran Turbulen cenderug partikel-partikelnya bergerak secara acak dan tidak stabil. Akibat dari hal tersebut garis alir antar partikel fluidanya saling berpotongan Jika aliran tergolong aliran turbulent maka koefisien geseknya dapat dicari dengan rumus

Pressure drop pada aliran turbulen akan jauh lebih besar dibandingkan pada aliran laminar karena pada aliran turbulent terdapa tegangan yang disebabkan oleh viskositas dan juga tegangan gesek antar partikel yang disebabkan oleh arah gerak aliran yang saling memotong.

Oleh: KEVAN JEREMY IGORIO - 1806233266

Artikel 18 hasil diskusi: Comparison of Laminar or Turbulen Pressure Drop

Aplikasi dari kasus ini adalah untuk merekayasa kecepatan aliran dengan menambahkan pompa tambahan pada pipa pada jarak tertentu. Ini membantu mengurangi kemunkingan turbulent dan tentu akan mengurangi kemungkinan pressure drop yang menghasilkan energi terbuang.

Oleh: Gema Akbar Ilhamsyah - 1806233386

Artikel 17 hasil diskusi : Pengaruh Jenis-jenis Aliran terhadap Pressure Drop

Seperti yang sudah dijelaskan pada artikel sebelumnya, Pressure drop adalah penurunan tekanan yang terjadi akibat adanya gesekan pada fluida yang mengalir. Pressure drop akan menyebabkan panas, karena energi tekanan berubah menjadi panas. Pressure drop didapatkan dari selisih antar tekanan total inlet dan tekanan total outlet. Pada aliran turbulen, pressure dropn nya akan lebih besar dibandingkan pada aliran laminar yang disebabkan pada aliran turbulen terdapat tegangan viscous dan tegangan gesek yang menyebabkan penurunan aliran kecepatan. Pressure Drop juga dipengaruhi oleh gravitasi disaat perubahan ketinggian pada pipa. Sambungan pipa dengan arah yang berbeda dan katup akan menghasilkan gesekan dan menyebabkan pressure drop. Ukuran diameter pipa juga berpengaruh. Bila diameter pipa besar maka pressure drop kecil. Faktor tersebut selalu ada secara konstan. Ada faktor yang semakin memburuk seiring berjalannya umur pipa, yaitu kekasaran pipa dan korosi yang menyebabkan gesekan semakin besar.

Oleh M.D.Fachturrohman - 1806181855

Artikel 19 hasil diskusi : Aliran laminar vs aliran turbulen, mana yang lebih baik?

Kita mengenal adanya 3 jenis aliran. Aliran ini dapat kita modelkan sesuai keinginan kita karena tinggal menyesuaikan fluida yang digunakan, lebar dari plat, dan kecepatannya. Tetapi, tentu muncul pertanyaan baru. Saat kondisi apa dan bagaimana penggunaan jenis-jenis aliran tersebut? Aliran laminar tidak digunakan untuk membawa material dengan suatu fluida, dikarenakan tidak adanya potongan diantara fluida yang berarti antar lapisan akan bergerak secara paralel. Akan lebih baik bila digunakaan aliran turbulen agar seluruh material akan terpindahkan karena setiap lapisan aliran fluida akan berpotongan. Namun, pressure drop pada aliran turbulen cenderung lebih besar, sehingga tentu terdapat pemborosan energi.

Aliran turbulen umum kita temui pada proses produksi dan industri. Pembelian dan perawatan pipa sangat mahal, sehingga perusahaan cenderung akan memilih pipa yang kecil namun dengan kecepatan yang tinggi untuk memindahkan material atau fluida. Tentu dengan velocity inlet yang tinggi turut mendongkrak Bilangan Reynolds sehingga aliran turbulenlah yang akan muncul. Mungkin kita hanya melihat suatu aliran laminar pada kondisi dimana penampang aliran yang kecil, aliran yang bergerak lambat dengan viskositas yang rendah yang umumnya dapat kita jumpai pada suatu eksperimen. Sehingga kesimpulannya, pada suatu kegiatan yang dalam rangka menggunakan fluida untuk suatu kepentingan, kita akan lazim menemukan bahwa aliran tersebut berjenis turbulen.

Oleh : Bolonni Nugraha / 1806181741

Artikel 20 hasil diskusi : Proses Transisi Aliran Laminar dan Turbulen

Dalam dinamika fluida, proses aliran laminar menjadi turbulen dikenal sebagai transisi laminar-turbulen. Transisi karakterisasi parameter utama adalah angka Reynolds. Transisi sering digambarkan sebagai proses yang berjalan melalui serangkaian tahapan. "Aliran transisi" dapat merujuk pada transisi di kedua arah, yaitu aliran transisi laminar-turbulent atau turbulent-laminar. Proses ini berlaku untuk aliran fluida apa pun, dan paling sering digunakan dalam konteks lapisan batas

Lapisan batas dapat beralih ke turbulensi melalui sejumlah jalur. Jalur mana yang direalisasikan secara fisik tergantung pada kondisi awal seperti amplitudo gangguan awal dan kekasaran permukaan. Tingkat pemahaman masing-masing fase sangat bervariasi, mulai dari pemahaman yang hampir lengkap tentang pertumbuhan mode primer hingga kurangnya pemahaman tentang mekanisme by pass.

Tahap awal dari proses transisi dikenal sebagai fase Receptivity dan terdiri dari transformasi gangguan lingkungan - baik akustik (suara) dan vortikal (turbulensi) - menjadi gangguan kecil di dalam lapisan batas. Mekanisme yang menyebabkan gangguan ini bervariasi dan termasuk bunyi freestream dan / atau turbulensi yang berinteraksi dengan kelengkungan permukaan, diskontinuitas bentuk dan kekasaran permukaan.

Kondisi-kondisi awal ini kecil, seringkali merupakan gangguan yang tidak dapat diukur terhadap aliran keadaan dasar. Dari sini, pertumbuhan gangguan ini tergantung pada sifat gangguan dan sifat kondisi dasar. Sejumlah percobaan dalam beberapa dekade terakhir telah mengungkapkan bahwa luasnya daerah amplifikasi, dan karenanya lokasi titik transisi pada permukaan tubuh, sangat tergantung tidak hanya pada amplitudo dan / atau spektrum.

Oleh : Luthfi Aldianta - 1806181804

Artikel 21 : Perbadningan Pressure drop antara aliran laminar dengan aliran turbulen menggunakan pendekatan dimensional aliran pipa

Perhitungan pressure drop aliran turbulen dengan aliran laminar menggunakan metode ini besar kecilnya tergantung terhadap friction factor (f) yaitu,sebuah konstatnta yang dependen.Pada aliran laminar f = 64/Re,sedangkan untuk aliran turbulen f dapat dilihat pada diagram moody.

Pada soal 8.5 material dari pipa ialah besi tempa dimana ɛ = 0.0015 pada table untuk mencari relative toughness = ɛ /D = 0.000375 maka dapat kita lihat Re = 13700 f yang didapatkan ialah 0.028.Selain itu ada alternatif untuk mendapatkan nilai f dengan menggunakan metode Colebrook.selain dengan metode Colebrook dapat menggunaan metode Blasius untuk aliran turbulen dibawah 100000 dengan pipa permukaan halus.

Oleh : Ahmad Farras1906435435

Artikel 22 hasil diskusi: Perbandingan Pressure Drop pada Aliran Laminar dan Turbulen

Pressure Drop merupakan hilangnya tekanan karena adanya gesekan antara fluida dengan permukaan. Semakin besar kecepatan aliran tersebut makan semakin besar juga nilai Pressure Drop dari pada aliran tersebut. Aliran turbulen akan menghasilkan nilai Pressure Drop lebih besar karena kecepatan aliran turbulen lebih besar jika dibandingkan dengan kecepatan aliran laminar.

Oleh : Muhammad Afdhal Pradisto - 1806181703

Artikel 23 hasil diskusi: Pengaruh perubahan aliran yang menyebabkan pressure drop

Dalam kasus ini, kita mengetahui bahwa aliran laminar itu mengalir dengan kecepatan yang sama atau konstan. Sedangkan ketika aliran mulai tidak konstan atau berubah dan bergerak menjadi bergejolak maka fluida tersebut sudah berubah menjadi aliran turbulen. Kedua aliran dapat menggalami penurunan tekanan atau Pressure Drop karena adanya gangguan dari luar atau dari permukaan yang yang tidak baik atau kasar. Untuk mengetahui seberapa besar pressure drop tersebut kita dapat melakukan uji coba pada aliran transisi yang terjadi di tengah-tengah aliran laminar dan turbulen terjadi. Aliran transisi tersebut diuji dengan Besar Bilangan Reynolds.

Oleh : Rasyid Indy Nur Sasongko -1806181874

Artikel 24 hasil diskusi: Komparasi Presure drop laminar dan turbolen

Diketahui pada soal situasi pada keadaan temperature (25˚) dan pressure (1 atm ) standar maka viskositas dan densitinya adalah μ = 1,79 × 10-5 N.s/m2 dan ρ = 1.23 kg/m3. Sehingga dapat diketahui nilai Reynoldnya, dari hasil perhitungan Re menunjukan aliran tersebut adalah aliran turbolen.

a. Menghitung pressure drop dengan hubungannya dengan gaya gesek/friction pada aliran laminar. Friction , f, didapatkan menggunakan nilai Re.

b. Menghitung pressure drop pada aliran turbolen menggunakan rumus yang sama dengan laminar. Perbedaannya terletak pada rumus friksi yang lebih kompleks. Kompleks karena pada aliran turbolen memiliki viscous sublayer sehingga memerlukan kekasaran permukaan dari bahan pipa dan viskositas fluida tersebut

Oleh : Christian Emanuel Kefi - 1906435460

Artikel 25 hasil diskusi: perbandingan pressure drop antara aliran Laminar dan turbulen.

Perbedaan pada bilangan Reynold pada masing-masing aliran akan mempengaruhi pressure drop. Semakin besar bilangan Reynold maka viskositasnya semakin besar. Begitu pun sebaliknya, semakin kecil bilangan Reynold maka semakin kecil viskositasnya. Viskositas besar/kecil akan mempengaruhi cepat/lambat terjadinya Fully Developed. Maka semakin cepat/lambat Fully Developed akan mempengaruhi besar atau kecilnya Pressure Drop.

Oleh : Obie Dharmawan - 1906435542

Artikel 26 hasil diskusi: “Perhitungan penurunan tekanan laminar dan turbulen”

aliran laminar mempunyai Re<= 2100 dan aliran turbulen mempunyai Re>= 4200. persamaan penurunan tekanan aliran laminar adalah:

Persamaan penurunan tekanan pada aliran turbulen, yaitu

ΔP1=ƛ L/D ρ/2 ẁ^2

Dimana:

ƛ = Pipe Friction Coefficient

ẁ^2= Flow Velocity

ΔP =Perbedaan tekanan pada 2 titik pengukuran yang berbeda (Pa)

L = Panjang pipa pengukuran tekanan (m)

D=Diameter Pipa (m)

ρ= Densitas Fluida (km/m3 )

V = Kecepatan aliran Fluida (m/s)

Re = Bilangan Reynold (≤ 2100)

Oleh : LAKSITA AJI SAFITRI - 1906435523

Artikel 27 hasil diskusi: Konsep Rugi Tekanan Dalam Aliran Laminar dan Turbulen

Pressure drop merupakan rugi tekanan yang diakibatkan adanya gesekan fluida dengan dinding-dinding pipa sehingga energi yang dihasilkan oleh tekanan masuk akan diserap oleh dinding pipa menjadi energi panas. Pressure drop ini sangat penting untuk mendesain pipa-pipa pada gas untuk merancang seberapa besar tekanan yang harus diberikan saat masuk agar sampai pada tempat yang diinginkan. Pada pressure drop ini erat kaitannya dengan gaya inersia. Bilangan reynold adalah perbandingan antara gaya inersia terhadap gaya viscous pada fluida, semakin besar gaya inersia yang dialami oleh fluida maka akan semakin besar bilangan reynold yang dihasilkan. Pada aliran laminar gaya inersia yang dialami lebih kecil dibandingkan pada aliran turbulen.

Di sisi lain, adanya pressure drop adalah akibat dari gesekan antara fluida dengan dinding pipa yang menimbulkan gaya hambat/gaya inersia yang 'mengganggu' keseragaman vektor kecepatan aliran. Sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa gaya inersia disini mengambil peranan penting terhadap rugi tekanan yang terjadi. Apabila bilangan reynold nya besar, gaya inersia nya besar, maka pressure drop yang dialami oleh aliran juga semakin besar diakibatkan gaya gesek fluida dengan dinding yang besar.

Oleh: Iza Azmar Aminudin (1806233316)