Minor Losses

< back to Soal-jawab Mekanika Fluida

Knowledge Base

Case Study

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

Terjemahan

Terjemahan

Diketahui sebuah saluran udara tertutup seperti ditunjukkan pada gambar E8.6a yang merupakan gambaran kecil dari gambar E8.6b. Udara pada kondisi standar mengalir melewati sebuah test section pada bagian 5 dan 6 dengan kecepatan 200 ft/s. Aliran tersebut digerakkan oleh sebuah fan yang pada dasarnya membuat tekanan statik meningkat sejumlah p1 - p9 yang dibutuhkan untuk mengatasi headloss yang dialami fluida sebagaimana fluida tersebut mengalir mengelilingi circuit tersebut.

Tentukan nilai p1 - p9 dan daya yang diberikan fan terhadap fluida tersebut.

Judul Konsep Dasar Minor Loss Artikel1 1 hasil diskusi

Konsep dasar yang ingin disampaikan pada subbab ini adalah bahwa penambahan komponen-komponen pada pipa seperti valves, belokan, Tees, akan menambahkan head loss total pada sistem. Adapun, head loss yang disebabkan karena komponen-komponen tersebut dinamakan hLminor.

Terdapat dua metode untuk mengetahui hLminor. Yang pertama adalah dengan menggunakan loss coefficient atau KL. Yang mana, nilai KL sangat bergantung pada geometri dari komponen tambahan tadi serta pada Reynolds Number.

Perlu diperhatikan bahwa pada beberapa aplikasi dimana nilai Re sangat tinggi, flow akan dipengaruhi oleh efek inersia. Sehingga viskositas tidak terlalu berpengaruh dibanding inersia. Pada flow seperti ini, head loss dan pressure drop berhubungan langsung dengan tekanan dinamis. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa pada flow dengan Re sangat tinggi, friction factor aliran terkembang penuhnya akan cenderung tidak terpengaruhi oleh Re. Kondisi ini juga berlaku pada aliran melalui komponen tambahan tadi. Sehingga, nilai KL lebih sering hanya bergantung pada geometri saja.

Metode kedua adalah menggunakan equivalent length. headloss yang disebabkan oleh komponen akan dicari melalui rumus yang menyatakan headloss tersebut dalam suatu panjang pipa. Maksudnya, untuk komponen tersebut, digunakan asumsi panjang pipa yang diperlukan untuk mencapai headloss yang ekuivalen (menggunakan metode Major Loss). Namun metode ini jarang digunakan.

Headloss juga didapatkan dari pergantian diameter, serta dari exit loss maupun inlet loss.

-Elita Kabayeva, 1906435486-

Judul Konsep Dasar Pelat Pipa Lurus Artikel2 1 hasil diskusi

Konsep dasar yang akan dibawa adalah konsep tekanan yang terjadi pada aliran pipa lurus. Melalui materi yang sudah dibawakan di kelas, dijelaskan bahwa tekanan pada pipa lurus dibagi menjadi tiga, yaitu tekanan statik, tekanan dinamik, dan tekanan stagnasi. Hal tersebut dijelaskan dengan gambaran berikut.

Gambar di atas dapat membenarkan rumus yang dipelajari, yakni rumus:

Pada teori yang sudah dijelaskan, pada pipa lurus sudah akan terjadi pressure drop (tekanan jatuh) yang akan megakibatkan rugi. Pada industri pengaliran gas atau minyak akan disiasatkan agar pipa pengalir tetap lurus. Pada kasus industri, contoh pada proses midstream atau pengantaran minyak dan gas bumi bisa saja digunakan pipa bending dengan menimbang kondisi kontur daratan. Seperti yang pernah dibahas di kelas sebelumnya mengenai pipa bending, aliran pada pipa tersebut akan mengalami rugi lebih besar daripada pipa datar karena adanya separated flow pada bagian pipa yang lengkung. Perusahaan minyak dan gas tentunya akan meminimalisir rugi (losses) karena akan menyebabkan kerugian secara finansial. Insinyur yang bekerja pada perusahaan minyak dan gas tentunya akan memasukkan pertimbangan tersebut dalam upaya meminimalkan biaya produksi dengan memilih pipa datar, sebab pipa datar hanya berlaku hukum yang ada pada gambar di atas.

Oleh: Favian Adyatma - 1806181773

Aliran fluida pada Pipa yang Mengalami Pengecilan Penampang, Artikel3 1 hasil diskusi

Ketika fluida mengalir dari sebuah penampang ke penampang yang lebih kecil dengan perubahan diameter secara tiba-tiba dengan sharp-edge, akan meningkatkan kecepatan aliran fluida tersebut pada titik maksimum dan terbentuk sebuah daerah bernama vena-contracta region yang mana ditunjukkan pada gambar berikut :

Vena contracta region terbentuk dikarenakan aliran fluida tidak mampu melewati tepi ujung perubahan diameter yang tajam. Aliran-aliran fluida tersebut dapat dianggap memisahkan diri dari tepi ujung yang tajam tersebut. Berikut adalah macam-macam bentuk vena contracta region yang terjadi pada pipa dengan pengecilan ukuran penampang.

Pada dasarnya jika fluida mengalir dari sebuah penampang ke penampang yang diameternya lebih kecil, maka kecepatan fluida tersebut akan meningkat. Kecepatan fluida pada bagian b lebih besar dibandingkan dengan bagian c dikarenakan bagian b memiliki tepi ujung yang lebih tajam dibandingkan dengan bagian c sehingga semakin kecepatan fluida tersebut meningkat maka semakin banyak juga headloss yang terjadi. Hal ini juga dibuktikan oleh koefisien kerugian pada masing-masing bagian. Gambar diatas menjelaskan bahwa semakin tepi ujung penampang memiliki radius yang lebih besar maka semakin kecil koefisien kerugiannya dan semakin kecil pula kemungkinan terbentukanya vena contracta region yang berisi separated flow.

Oleh : Ikhsanul Fikri Fakhrurrozi - 1906435510

Judul Hubungan Loss Coefficient dengan Enterance Flow Codition Artikel4 1 hasil diskusi

Pada aliran turbolen perhitungan sangat sulit dilakukan. Kebanyakan data didapatkan dari hasil percobaan dan rumus semi-empiris. Sering kali perlu untuk menentukan head loss yang terjadi dalam pipa, sehingga persamaan energi masuk dan energi keluar dapat digunakan. Head loss adalah kerugian tekanan atau pressure drop yang terjadi pada aliran internal dalam pipa. Head loss dibagi menjadi bagi menjadi 2 bagian besar yaitu head loss major dan head loss minor. Head loss yang terjadi akibat efek viskos pada aliran pipa lurus disebut head loss major, dimana mayor head loss sangat bergantung pada τw (wall shear stress).

Minor loses adalah penurunan tekanan (pressure drop) yang terjadi pada beberapa komponen pendukung saluran seperti fitting, valve dan elbow. Minor loses minor dijumlahkan dengan minor loses mayor untuk mendapatkan minor loses total. Minor loss yang paling mudah diibaratkan adalah valve. Pada valve pola aliran, analisis teoritis untuk menentukan detail dari aliran masih belum memungkinkan. Jadi, untuk menentukan detail tersebut didapatkan dari data eksperimen. Metode yang umum digunakan adalah menggunakan rumus :

Koefisien loss sangat bergantung pada geometri dan juga bilangan Reynold (Re). dimana Re =rho.V.D/miu. tetapi pada kasus umum coefficient loss hanya bergantung pada geometri, dimana panjang aliran equivalen terhadap head loss.

Oleh : Christian Emanuel Kefi - 1906435460

Judul Minor Losses pada Sudden Expansion dan Gradual Expansion Artikel 5 1 hasil diskusi

Sudden enlargement adalah kondisi Ketika fluida mengalir dari pipa kecil ke pipa yang lebih besar melalui ekspansi mendadak, kecepatannya tiba-tiba menurun, sehingga menghasilkan minor losses yang besar. Head loss pada kondisi ini adalah karena turbulen, tergantung dari besarnya perbedaan diameter pipa. minor loss bisa dihitung dengan persamaan:

  hL=KL*v2/2g

Berikut adalah grafik loss coefficient dengan perbandingan luas pipa:

Minor losses bisa diminimalisir dengan membuat ekspansi secara bertahap, yaitu dengan membentuk bagian kerucut(conical) pada kedua diameter pipa. Head loss pada kondisi ini dipengaruhi oleh rasio diameter pipa dengan sudut kerucut. Jika sudut besar maka minor losses akan semakin besar, jika sudut kecil maka minor losses akan mengecil tetapi terjadi losses karena adanya gesekan pada dinding pipa.

Berikut adalah grafik loss coefficient dengan sudut pada kerucut:

Oleh : Raditya Aryaputra - 1806181691