Gandes Satria Pratama

From ccitonlinewiki
Revision as of 19:59, 7 April 2020 by Gandessatria (talk | contribs)
Jump to: navigation, search

BIODATA DIRI

Gandes Satria Pratama.S1 Teknik Mesin Ekstensi 2019.Universitas Indonesia

Assallammualaiakum Warrahmatullahi Wabarakatuh.

Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT Tuhan semesta alam dan sholawat beserta salam kepada Nabi Muhammad SAW.

Nama  : Gandes Satria Pratama

NPM  : 1906435492

Pendidikan Terakhir : Diploma III

Email  : Gandessatria@gmail.com / Gandes.Satria@ui.ac.id

No. Handphone  : 081220792803

Pertemuan Mekanika Fluida-02

Pertemuan 1 : Selasa, 31 maret 2020

Assallammualaikum wr.wb.

Pada hari pertama dilakukan penjelasan singkat terkait dengan aliran pada fluida di pipa dan dasar penggunaan CFD.

Konsep Dasar

Bilangan Reynolds adalah bilangan yang tak berdimensi yang merupakan perbandingan antara inersia fluida terhadap viskositas suatu fluida. Bilangan Reynolds dapat menentukan aliran tersebut laminar, transien atau turbulen.

Berikut ini adalah rumus bilangan reynold

Mid

V adalah 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)

Bilangan Reynolds dapat menentukan jenis aliran fluida. Nilai bilangan Reynold dapat berbeda untuk menentukan jenis aliran bergantung kepada profil dari media yang dialiri oleh fluida. Berikut ini adalah contoh aliran yang berada pada pipa. Ada 3 Jenis aliran fluida, yaitu :

1) Aliran Laminar

2) Aliran Transien

3) Aliran Transien


Aliran Laminar

Aliran fulida dikatakan laminar jika memiliki Re(Reynolds Number)< 2100 (pada fluida yang mengalir di pipa) .Dalam aliran laminar ini viskositas berfungsi untuk meredam kecendrungan terjadinya gerakan relatif antara lapisan. Sehingga aliran laminar memenuhi hukum viskositas Newton yaitu :

                                                      τ = µ du/dy

Aliran Transien

Aliran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminar ke aliran turbulen.Memiliki Re: 2100-4000 (pada fluida yang mengalir di pipa).

Aliran Turbulen

Aliran dimana pergerakan dari partikel – partikel fluida sangat acarak dan tidak beraturan karena mengalami percampuran serta putaran partikel antar lapisan, yang mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian fluida kebagian fluida yang lain dalam skala yang besar. Dalam keadaan aliran turbulen maka turbulensi yang terjadi membangkitkan tegangan geser yang merata diseluruh fluida sehingga menghasilkan kerugian – kerugian aliran. Pada Aliran ini biasanya memiliki Re > 4000 (fluida yang mengalir di pipa ).

Analisa Aliran Menggunakan Computational Fluid Dynamic(CFD)

Berikut ini adalah tahapan dalam melakukan simulasi menggunakan CFD.

1) Analisa dahulu aliran untuk memudahkan kita dalam membuat model pada CFD nantinya. Gambar dibawah ini adalah hasil dari analisa aliran. Parameter diambil dari keadaan ideal.

Data Aliran Fluida1.jpg

Dari situ kita dapat ketahui bahwa Re fluida <2100 sehingga fluidanya adalah laminar.

2) Buat lah suatu geometri 2D pada sumbu (X dan Y) sebagai suatu acuan untuk menganalisa suatu fluida. Lalu buat mesh pada geometri tersebut. Ingat Mesh dari geometri harus sama semua agar memudahkan pembacaan hasil simulasi.

Setting Mesh.PNG

3) Melakukan asumsi dari suatu fluida tersebut sesuai dengan asumsi yang dikehendaki. Dalam kondisi ini, asumsinya adalah inviscid, incompressible, steady-state,laminar dan subsonic.

Asumsi Fluida.PNG

4) jalankan CFD solver maka akan didapatkan grafik momentum terhadap waktu.

Grafik Momentum Terhadap Waktu.PNG

5) Buka paraview. Dalam paraview dapat melihat distribusi kecepatan dan tekanan. Foto dibawah adalah distribusi kecepatan hasil simulasi sebelumnya.

Distribusi Kecepatan.PNG

6) melakukan plot overline untuk mengetahui profile kecepatan aliran fluida tersebut. Dan dari sini dapat diketahui entrance length dari hasil simulasi tersebut.

Profil Kecepatan.PNG

Tugas 31 Maret 2020

Pertanyaan:

1. Apa itu entrance region?

2. Apa itu entrance length?

3. Apa itu fully developed flow?

4, Apa pengaruh viskositas terhadap pressure drop?

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

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.

2.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"

3.Fully Develeoped Flowadalah kondisi dimana profil kecepatan fluida akan menjadi tetap besarnya.

Flow di Pipa.PNG

4.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.

5. Cara menghitung pressure drop

Pressure Drop Pipa.PNG
Rumus Pressure Drop.PNG

Atau bisa juga menggunakan rumus seperti ini

Pressure Drop Rumus.PNG

Pertemuan 2 : Rabu, 01 April 2020

Assallammualaikum wr.wb.

Pada pertemuan kedua. Dijelaskan dalam pengaplikasian mekanika fluida. Ada 3 tahapan konservasi yang harus dipahami terlebih dahulu. Ketiga konservasi tersebut adalah sebagai berikut:

1. Konservasi Massa

KonservasiMassa.PNG


2. Konservasi Momentum

KonservasiMomentum.PNG


3. Konservasi Energi

KonservasiEnergi.PNG


Setelah itu dijelaskan kembali terkait konsep entrance region, entrance length dan fully develop flow pada aliran pipa seperti pada gambar dibawah ini.

Flow di Pipa.PNG

Lalu kita diberikan tutorial tentang bagaimana mencari pressure drop menggunakan CFD. Menggunakan kalkulator dalam CFD serta melakukan latihan soal seperti pada gambar dibawah ini.

Tugas PressureDrop.jpeg


Jawaban

- Asumsikan aliran terlebih dahulu. Asumsinya adalah laminar, subsonic, steady state dan incompressible.

- Lalu jabarkan parameter yang diketahui dalam soal dan parameter lain yang dibutuhkan dalam melakukan simulasi di CFD. Berikut ini adalah parameter yang diketahui dalam soal dan parameter yang diperlukan untuk simulasi:

ParameterSoal.PNG

- Lalu jalankan CFD, buat mesh dan masukan parameter yang sudah didapat ke CFD dan akan diperoleh hasilnya.

- Lalu buka hasil simulasi CFD menggunakan paraview.

- Buat Calculator

  • Calculator 1: p_static = p*1.2 lalu pilih cell data pada attribute mode
  • Calculator 2: p_dynamic = 0.5*1.2*((U_X^2+U_Y^2)^0.5)^2 lalu pilih cell data pada attribute mode
  • Calculator 3: p_total = p_static+p_dynamic lalu pilih cell data pada attribute mode

- Setelah itu lakukan slice. Lakukan slice pada 3 tempat yaitu pada saat sebelum mencapai entrance length, tepat di entrance length dan setelah entrance length.

  • Setiap melakukan slice pada setiap titik, lakukan integrated variable dengan cara Filter > Alphabetical > Integrated Variable > Apply

- Lalu tampilkan masing - masing integrated variable di setiap titik slice.

- Pada Integrated variabel pilih cell data. Maka akan didapatkan hasil seperti berikut.

μ = 4E-5; u = 0.01; Slice1: 0.05; Slice2: 0.18; Slice3: 0.8