Obie
Contents
BIODATA DIRI
Nama : Obie Dharmawan
TTL : Kediri, 02-10-1996
NPM : 1906435542
Program Studi : Teknik Mesin
Pendidikan Terakhir : Diploma III
Email : dharmawanobie@gmail.com
Minggu Ke-9 Pertemuan Ke-1 Mekanika Fluida-02 (31-03-20)
Pada pertemuan ini membahas mengenai Bab 8 yaitu Aliran Viskos & Simulasi aliran menggunakan aplikasi CFDSOF
Aliran Viskos
Aliran viskositas adalah aliran zat cair yang mempunyai kekentalan (viskositas). Kekentalan adalah sifat fluida yanng dapat menyebabkan terjadinya tegangan geser terhadap waktu. Aliran viskos dapat dibedakan menjadi 3 macam. Apabila pengaruh kekentalan (viskositas) adalah cukup dominan sehingga partikel-partikel suatu zat bergerak secara teratur menuut lintasan lurus maka aliran disebut laminar. Aliran Laminer (Re<2100) terjadi apabila kekentalan bernilai besar dan kecepatan aliran bernilai kecil. Dengan berkurangnyna pengaruh kekentalan atau bertambahnya kecepatan maka aliran akan berubah dari laminar menjadi turbulen. Pada aliran turbulen (Re > 4200) partikel-partikel fluida bergerak secara tidak teratur.Aliran Transisi,aliran fluida dengan kecepatan diantara kecepatan linear dan kecepatan turbulen. Aliran berbentuk laminar atau turbulen sangat tergantung oleh pipa dan perlengkapannya. Reynold menunjukkan bahwa untuk aliran transisi berlaku hubungan Bilangan Reynold, 2100 < NRe < 4200. Jadi Reynold's number (Re) adalah perbandingan ratio antara gaya inersia terhadap viskosnya pada fluida tersebut.
Re = VD 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)
CFDSOF
Merupakan suatu aplikasi simulasi untuk mengetahui /menganalisis aliran fluida di suatu benda dengan menentuan base mesh, generate mesh, check mesh, simulation model, fluid properties , dan boundary condition. sehingga pada hasil akhirnya kita dapat melihat dan mengidentifikasi jenis aliran fluida hingga spesifik geometri dari fluida tersebut seperti besaran area dari nilai U yang merata di sepanjang area. Berikut simulasi CFDnya :
Pada tab Base Mesh, Min koordinat x,y,z bernilai 0,0,-0.01. Untuk Max koordinat x,y,z bernilai 1,0.1,0.01. dan seterusnya diisi seperti tampak pada gambar
Pada tab Generate Mesh, Output Format dipilih Binary, untuk Mesh Location x,y,z bernilai 0.5,0.05, 0. Setelah itu klik tombol kuning dan klik tombol generate mesh
Pada tab Simulation Model ditunjukkan seperti pada gambar
Selanjutnya pada tab Fluid Properties, disesuaikan dengan properties fluida yang masuk
Pada tab Boundary Condition, Face name : wall1, Boundary Type: Stationary wall, Type : No Slip Condition, Face Name : Inlet1, Boundary Type: Velocity inlet, Type : Surface Normal Fixed Value, Face Name : Outlet1, Boundary Type: Outflow, Type : Zero Gradient
Pada tab CFD-Solve, disesuaikan seperti gambar berikut dan klik run solve
Dan didapat Grafik seperti berikut ini
TUGAS
1. Apa yang dimaksud dengan Entrance Region?
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. Apa yang dimaksud dengan Entrance Length?
Entrance Length adalah panjang suatu aliran dari awal masuk pipa hingga mencapai kondisi dimana fully developed flow atau aliran yang berkembang sempurna.
3. Apa yang dimaksud dengan Fully Developed Flow?
Mengimplikasikan bahwa profil kecepatan suatu fluida tidak berubah pada arah aliran fluida, sehingga menyebabkan momentum juga tidak berubah pada arah fluida. Dalam kasus ini, tekanan pada arah ini akan sama besar (mengimbangi) gaya geser di dekat dinding.
4. Apa yang dimaksud dengan Pressure Drop?
Pressure drop 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. Apa pengaruh viskositas pada fluida?
-.Semakin besar densitas fluida maka semakin jauh posisi fluida untuk mencapai kondisi berkembang penuh
-.Semakin besar nilai viskositas maka semakin cepat fluida mengalami kondisi berkembang penuh
-.Semakin besar densitas dan viskositas maka rata-rata kecepatan fluida semakin rendah dan kondisi berkembang penuh tidak pernah tercapai dalam jarak 10 m.
-.Semakin menurun viskositas dan semakin meningkat densitas maka kecepatan konstan tidak pernah tercapai dalam jarak 10 m
-.Semakin meningkat viskositas dan semakin menurun densitas maka kondisi berkembang penuh semakin cepat tercapai dalam jarak 10 m
Minggu Ke-9 Pertemuan Ke-2 Mekanika Fluida-02 (1-04-20)
Pada pertemuan kali ini review materi terkait 3 rumusan dasar mekanika fluida, yaitu konservasi energi, konservasi massa dan konservasi momentum. Berikut rumus konservasi tersebut
Setelah itu membahas tentang entrance region, fully developed flow, pressure drop dam tekanan-tekanan. Entrance region adalah jarak masuk fluida dari saluran masuk hingga profil aliran tidak berubah. Fully developed flow adalah daerah setelah aliran masuk saat kecepatannya tetap. Kemudian pressure drop sendiri adalah perbedaan tekanan (dalam hal ini tekanan dinamik). tekanan sendiri 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.
Selanjutnya adalah diberikan persoalan dengan data-data yang berikut :
Pada umumnya bentuk vektor kecepatan searah sumbu x yang terjadi sebagai berikut:
Pada point a bagian 1 berdasarkan data-data yang ada dengan inlet velocity adalah 0,01 m/s dengan viskositas dinamik 0,00004 kg/m.s diperoleh Reynold numbers sebesar 30 dan entrance length adalah 0,18 m. Berikut adalah hasil grafik kecepatan dan tekanan yang diperoleh :
Kemudian titik searah sumbu x yang digunakan untuk mengetahui perubahan kecepatan yang diperoleh adalah 0,02 m, 0,6 m dan 0,9 m adalah sebagai berikut :
Dari hasil simulasi perubahan kecepatan pada entrance region lebih besar jika dibandingkan dengan perubahan kecepatan setelah entrance region yang mana perubahan kecepatan jauh lebih kecil. Hal ini menguatkan teori bahwa perhitungan kecepatan pada daerah entrance region jauh lebih kompleks daripada perubahan kecepatan pada fully developed region yang mana perubahan kecepatan sangat kecil
