Muhammad Bagir Alaydrus

BIODATA

alt text

Nama : Muhammad Bagir Alaydrus

NPM : 1806233373

TTL : Jakarta, 8 Oktober 2000

Jurusan : Teknik Mesin

Pertemuan 1 MekFlu

Pada Kelas pertama hari ini membahas tentang aliran viscous. Dimana aliran viscous adalah aliran ketika kekentalan suatu fluida diperhitungkan. Dimana viskositas atau kekentalan ini menyebabkan adanya tegangan geser yang membuat profil kecepatan berbeda.Aliran Viscous ada 2 yaitu Laminar dan Turbulen, Dimana Aliran laminar mempunyai Reynold Number < 2100 dan Re > 4000 untuk aliran turbulen. Kemudian kami diajari cara untuk memakai CFDSOF dimana kasus yang tadi diberikan pada aliran Laminar dan menghasilkan hasil sebagai berikut :

PR 1 MekFlu

Pertanyaan:

1. Apa itu entrance region, entrance length dan fully developed flow? 2. Apa pengaruh viskositas terhadap pressure drop? Dan tentukan rumusnya?

Jawaban

1.Entrance Region adalah suatu wilayah atau daerah yang berada didekat dengan tempat masuknya fluida ke pipa. Atau bagian awal dari suatu empat aliran yang masuk dari suatu sumber. Contohnya Furnace.

Entrance Length adalah panjang suatu aliran dari awal masuk pipa hingga mencapai kondisi dimana fully developed flow atau aliran yang berkembang sempurna.

Sumber: Book of “Fundamental fluid Dynamics By Munson" Fully Develeoped Flowadalah kondisi dimana profil kecepatan fluida akan menjadi tetap besarnya.

2.Pressure Dropdrop didefinisikan sebagai penurunan tekanan yang terjadi karena 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.

Pertemuan 2

Pada pertemuan kedua dijelaskan dalam pengaplikasian mekanika fluida yang dijelaskan oleh bapak .Ada 3 dasaran yang harus di ketahui dalam mekanika fluida.Ketiga dasaran konservasi tersebut adalah sebagai berikut.

1. Konservasi Massa

Massa pada aliran harus 0 tidak ada yang hilang atau diciptakan

           dM/dt = 0

2. Konservasi Momentum

           m dV/dt = ∑ F

3. Konservasi Energi

Apabila sistem energi mengalami perubahan terhadap waktu dan jarak maka perubahan energi akan diikuti perubahan kerja dan aliran panas

           dE/dt = W + Q

Kemudian juga dibahas tentang entrance region, fully developed flow, pressure drop dan tekanan-tekanan.

1. Entrance region; jarak fluida dari saluran masuk hingga profil aliran tidak berubah.

2. Fully developed flow ; daerah setelah aliran masuk saat kecepatannya tetap.

3. Pressure Drop ; perbedaan tekanan (dalam hal ini tekanan dinamik).

4. Tekanan ; pada dasarnya adalah energi, sedangkan energi tidak dapat hilang atau dibentuk, dalam artian pressure drop sendiri bukanlah perbedaan tekanan yang hilang, namun energi dalam bentuk tekanan tersebut berubah menjadi energi panas dikarenakan gesekan dengan dinding aliran.

Berikut ialah soal yang diberikan :

Pertemuan 3

Pada pertemuan kali ini membahas tentang goverment equation,goverment equation merupakan persamaan yang mengatur kegiatan suatu fluida. Dimana persamaannya yaitu

contohnya yaitu pada persamaan

                         Re= inertia force / friction force 

maka dapat dikatakan semakin besar bilangan Reyold maka semakin besar inersia dan semakin kecil viskos nya. Oleh karna itu kita dapat mengetahui bahwa pada suatu aliran yang bersifat inviscid atau aliran pada enterance region viskos dapat diabaikan. sementara pada keadaan aliran fully development peranan gaya viskos lebih berpengaruh.

Semakin tinggi Reynolds number maka gaya inersia semakin lebih dominan dibandingkan gaya viskosnya dan semakin rendah nilai Reynolds number maka efek viskos semakin lebih dominan dibandingkan gaya inersianya. Sehingga perbedaan nilai viskositas fluida akan mempengaruhi Reynolds number. Semakin tinggi nilai viskositas maka pembentukan fully developed region akan semakin cepat dan entrance region terlihat lebih pendek dan berlaku sebaliknya. Kemudian semakin tinggi kecepatan fluida tersebut maka pembentukan fully developed region akan semakin lambat dan terlihat lebih pendek, dan berlaku sebaliknya

Dan juga bang edo mengajarkan bagaiman membuat geometri pipa di solid work dan memasukkan nya ke CFDSOF untuk di simulasikan.

Pertemuan 4

Pada peretemuan kali ini mereview tentang jenis aliran dimana ada 3 jenis aliran dan mendalami pembahasan aliran turbulen. Dimana jenis aliran yaitu :

Laminar = Memiliki lapisan fluida berlapis-lapis yang tersusun secara parallel dan tidak bertabrakan satu sama lain (tidak terjadi perpotongan antar lapisan fluida).

Transisi = Memiliki bentuk lapisan menyerupai osilasi dan terkadang terdapat perpotongan antar lapisan fluida akbat ketidakstabilan aliran. Aliran ini merupakan pembatas antara aliran laminar dan aliran turbulen

Sementara aliran turbulen adalah Ketika aliran mengalami ketidakteraturan pada lapisan fluida yang mengakibatkan terjadi perpotongan antar lapisan. Biasanya kita bisa mengetahui aliran turbulen Ketika Re > 2200

Pada aliran turbulen persoalan yang terjadi adalah bagaimana kita memperkirakan kecepatan lokal pada medan kecepatan untuk mengetahui pergeseran karena gesekan yang disebabkan oleh aliran turbulen tersebut. Kita dapat mengetahuinya dengan menggunakan statistik untuk memperkirakan kecepatan lokal di suatu titik (misalnya titik A). Kecepatan lokal memiliki rumus, Va= Vbar + V' dimana Vbar adalah kecepata rata-rata dan V’ adalah kecepatan fluktuasi. Kemudian dibuatlah fluktuasi pada kecepatan yang disebut dengan kecepatan rata-rata.

Pada dasarnya kecepatan rata-rata tidak menggambarkan kecepatan aliran turbulen, namun kecepatan rata-rata tersebut digunakan untuk mencari kecepatan aliran turbulen yang riil. Rumus kecepatan turbulen adalah kecepatan rata-rata ditambah dengan kecepatan fluktuasi pada aliran tersebut. Kecepatan fluktuasi adalah selisih kecepatan rata-rata dengan kecepatan sesaatnya. .Viskos sub-layer adalah suatu lapisan tipis dekat dinding aliran turbulen yang memiliki gaya turbulen kecil yang nantinya energi turbulen tersebut diubah menjadi energi panas.

Pertemuan 5

Pada pertemuan kali ini pak dai memberikan artikel berisi pemahaman konsep dan contoh soal dan masalah pada berbagai jenis aliran dan juga pressure drop. Ada 6 Artikel yang harus kami isi, Berikut adalah artikel-artikel yang saya buat :

1. http://air.eng.ui.ac.id/index.php?title=Analytical_solution_of_laminar_flow_through_the_parallel-_plate#Artikel_12_hasil_diskusi_:Pengaruh_Kinematik_Viskos_dan_Fully_Developed_Flow_Terhadap_Profil_Kecepatan_di_Aliran_Laminar_diantara_Dua_Plat

2. http://air.eng.ui.ac.id/index.php?title=Laminar_Parallel_Plate_Flow_-_CFD_Simulation#Artikel_11_hasil_diskusi_:Pengaruh_Tegangan_geser_terhadapa_jenis_aliran

3. http://air.eng.ui.ac.id/index.php?title=Turbulent_Parallel_Plate_Flow_-_CFD_Simulation_Case_study#Artikel_13_hasil_diskusi_:Perbandingan_Profil_kecepatan_dan_viskositas_dari_aliran_laminar_dan_turbulent

4. http://air.eng.ui.ac.id/index.php?title=Soal_jawab_mekanika_fluida,_munson,_example_8.2_laminar_pipe_flow#Artikel_12_hasil_diskusi_:_Hubungan_Antara_Pressure_drop_dengan_flow_rate

5. http://air.eng.ui.ac.id/index.php?title=Turbulent_Pipe_Flow_Properties,_Example_8.4,_FFM,_Munson_et._al#Artikel_10_hasil_diskusi_:Lapisan_batas_dan_tegangan_geser_aliran_turbulen

6. http://air.eng.ui.ac.id/index.php?title=Comparison_of_Laminar_or_Turbulent_Pressure_Drop#Artikel_11_hasil_diskusi_:_Perbandingan_Pressure_Drop_pada_aliran_laminar_dan_turbulent

Pertemuan 6

Pada pertemuan kali ini dijelaskan tentang minor loses. Minor losses adalah kerugian yang terjadi dalam aliran pipa yang disebabkan oleh komponen-komponen pada pipa seperti katup/valve, entrance flow, exit flow, elbow, percabangan tee, dll. Setiap jenis komponen tersebut memiliki nilai loss coefficient yang berbeda-beda. dimana makin besar sudut maka minor losses adalah akan membesar juga.

Pertemuan 7

Pada Pertemuan kali ini Pak Dai memberikan kesempatan bagi bang Agil m'16 untuk menyampaikan materi dari skripsi beliau mengenai konversi energi air ke mekanikal energi. Konsep tersebut adalah gaya yang ditimbulkan oleh air menyebabkan gerakan blade turbin air akibat perubahan momentum. Dengan energi kinetik menyebabkan perubahan momentum dan energi potensial terjadi karena perbedaan ketinggian H

Pertemuan 8

Pada pertemuan kali ini.Mahasiswa diberikan kesempataan untuk menjelaskan hasil dari quiz yang ditulis dalam bentuk artikel.

Pertemuan 9

pada pertemuan kali ini membahas tentang external flow.External flow adalah menganalisa aliran yang kena suatu objek. Pada hari inijuga dijelaskan efek reynold terhadap viscous effect important. Dimana saat reynold number tinggi maka area viscous effect important akan semakin kecil. Lalu pak DAI menjelaskan terkait distribusi tekanan pada airfoil.Dimana tekanan pada setiap titik atau jarak berbeda maka profil tekanan airfoil tidak akan sama. Sehingga akan terjadi gaya angkat (lift) dan gaya hambat (drag)jika airfoil dialirkan fluida

Tugas Besar : Perbandingan Reducer Cocentric dan Eccentric terhadap Head Losses Pada Aliran Pipa

Kerugian mayor adalah kehilangan tekanan akibat gesekan aliran fluida pada sistem aliran dengan luas penampang tetap atau konstan. Aliran fluida yang melalui pipa akan selalu mengalami kerugian head. Hal ini disebabkan oleh gesekan yang terjadi antara fluida dengan dinding pipa atau perubahan kecepatan yang dialami oleh fluida. Kerugian head akibat dari gesekan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan Darcy – Weisbach yaitu:

                         Hf = f.L.v2/ D.2g

Dimana:

Hf  = head mayor (m)
L   = panjang pipa (m)
D  = diameter pipa (m)
v   = kecepatan (m/s) 
g   = gravitasi bumi (m/s2)
f    = factor gesek (didapat dari diagram mody)

Sementara Kerugian minor adalah kehilangan tekanan akibat gesekan yang terjadi pada katup-katup, sambungan Tee, sambungan belokan, dan pada luas penampang yang tidak konstan. Pada aliran yang melewati belokan dan katup head loss minor yang terjadi dapat dihitung dengan rumusan Darcy – Weisbach (White, 1988) yaitu:

                          Hm = k.v2/ 2g

Dimana :

Hm = head minor (m) 
v    = kecepatan (m/s) 
g    = gravitasi bumi (m/s2)
k    = koefisien kerugian pada fiting

Bentuk-bentuk kerugian energi pada aliran fluida antara lain dijumpai pada aliran dalam pipa. Kerugian-kerugian tersebut diakibatkan oleh adanya gesekan dengan dinding, perubahan luas penampang, sambungan, katup-katup, belokan pipa, percabangan pipa dan kerugian-kerugian khusus lainnya. Fungsi kita mengetahui kehilangan atau kerugian energi dalam suatu sistem atau instalasi perpipaan yang memanfaatkan fluida mengalir sebagai media, efisiensi penggunaan energi dapat ditingkatkan sehingga diperoleh keuntungan yang maksimal. Salah satu bagian dari instalasi perpipaan yang dapat menyebabkan kerugian-kerugian adalah gesekan pada dinding pipa dan sambungan belokan pipa. Dimana pada kali ini kita akan membahas kerugian akibat sambungan belokan pipa. Besarnya kerugian pada sambungan belokan pipa tersebut dipengaruhi oleh beberapa factor, seperti: diameter, debit, viskositas, dan sudut pada sambungan belokan pipa tersebut

Kualitas pipa dan fitting kecuali di tentukan berdasarkan kualitas fisik berupa tampilan warna, dimensi, sistim koneksi (ulir atau flange) dan lain sebagainya ditentukan pula oleh head losses apabila dialiri fluida. Semakin besar head losses semakin berkurang kualitas pipa dan fitting tersebut. Kualitas fisik dapat mudah dikenali oleh konsumen, namun head losses harus dilakukan penelitian laboratoris (Edi Suhariono: 2008). Dimana seperti kita ketahui Head Losses adalah penjumlahan dari Mayor dan Minor Losses.

Sementara Head Losses adalah akumulasi dari major dan minor losses. Yang memengaruhi daripada Head Losses ini sangat banyak, diantaranya ukuran diameter pipa dan juga bentuk fitting. Dimana semakin besar diameter pipa pada aliran yang sama maka head losses nya akan semakin kecil. Hal ini diakibatkan adanya tegangan geser, dimana semakin besar tegangan geser maka head losses akan semakin besar pula, kita bisa lihat pada rumus tegangan geser yaitu

Sehingga jika diameter membesar akan menyebabkan viskositas di dalam pipa mengecil, kemudian jika viskositas mengecil maka tegangan geser akan mengecil pula dimana tegangan geser ini sebanding dengan head losses sehingga head losses pada diameter yang lebih besar pada profil kecepatan yang sama akan lebih kecil.

Kemudian pada system pemipaan terdapat sambungan atau fitting dimana fitting ini ada yang berbentuk reducer. Reducer sendiri adalah alat yang berfungsi mentransmisikan putaran tinggi ke putaran rendah, pada pemipaan mempunyai fungsi merubah tekanan dari besar ke kecil. Hal ini terlihat dari bentuknya yang seperti corong dan banyak digunakan untuk mengurangi atau memperluas bagian lurus dari pipa. Jenis transducer ini ada banyak namun yang akan kita bandingkan pada laporan ini yaitu reducer concentric dan eccentric dimana concentric reducer adalah salah satu jenis sambungan pipa fitting yang berbentuk simetris, dengan satu center garis tengah yang berfungsi untuk menyambung dua buah pipa yang memiliki diameter yang berbeda-beda. Jadi titik tengah diameter lubang di bagian depan dan bagian belakang sambungan concentric itu akan saling bertemu dan berkesinambungan. Sementara eccentric reducer adalah salah satu jenis sambungan pipa fitting yang berbentuk asimetris dengan titik pusat garis tengah yang berbeda antara bagian depan dengan bagian belakangnya. Eccentric reducer berfungsi untuk menyambung dua buah pipa yang memiliki diameter yang berbeda-beda. Jadi titik tengah diameter lubang di bagian depan dan bagian belakang sambungan eccentric itu akan tidak saling bertemu dan tidak bersambungan. Kedua reducer inilah yang akan kita analisis menggunakan CFD-SOF apakah perbedaan jenis reducer berpengaruh pada head losses dari suatu aliran fluida.