User:Edward.joshua81

Edward Joshua, Mahasiswa Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Indonesia

Nama Lengkap: Edward Joshua Patrianus Mendrofa

Nama Panggilan: Edo

NPM: 1806233354

Program Studi: S1 Teknik Mesin Paralel

Pertemuan Mekanika Fluida-02

Pertemuan 1, Selasa, 31 Maret 2020

Pada pertemuan pertama berbasis Pembelajaran Jarak Jauh ini, kami menggunakan perangkat lunak Zoom untuk melaksanakan kegiatan pembelajaran kami. Kelas online kali ini kami dipandu oleh Asisten Dosen Mekanika Fluida, Bang Edo Syafei, dalam memahami perangkat lunak CFDSOF yang akan digunakan dalam mata kuliah ini.

Bang Edo memberikan materi Aliran Viskos melalui presentasi powerpoint yang di 'sharescreen' dengan mahasiswa, serta tutorial CFDSOF dalam membuat simulasi aliran udara dalam pipa pada bidang 2 dimensi.

Konsep Dasar

Aliran fluida dapat diklasifikasikan menjadi 2 jenis, yaitu:

1. Aliran Inviscid: aliran fluida yang tidak memiliki viskositas. tegangan geser yang dialami fluida inviscid ini memiliki viskositas yang sangat kecil sehingga dapat diabaikan.

2. Aliran Viscous: aliran fluida yang memiliki tegangan geser terhadap dinding atau batas padat fluida, atau disebut viskositas/kekentalan.

Aliran Viscous dibagi menjadi 3 macam, yaitu:

1. Aliran Laminar: aliran fluida dimana partikel fluida bergerak dalam bentuk lurus dan sejajar. Memiliki Reynolds Number dibawah 2300

2. Aliran Turbulen: aliran fluida dimana partikel fluida bergerak tidak beraturan dan tidak stabil. Memiliki Reynolds Number diatas 4000

3. Aliran Transisi: peralihan aliran fluida dari aliran laminar ke aliran turbulen. Memiliki Reynolds Number antara 2300-4000

Reynolds Number

Reynolds Number atau Bilangan Reynolds adalah rasio antara gaya inersia (vsρ) terhadap gaya viskos (μ/L) yang mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentikasikan jenis aliran yang berbeda, misalnya laminar dan turbulen. Bilangan Reynolds dapat ditulis sebagai berikut:

Dimana: Re–bilangan renolds

U – kecepatan fluida,

d – diameter pipa,

μ – viskositas absolut fluida dinamis,

ν – viskositas kinematik fluida: ν = μ / ρ,

ρ – kerapatan (densitas) fluida.

Simulasi Aliran Fluida Dalam Pipa

Berikut adalah hasil simulasi aliran udara dalam pipa menggunakan perangkat lunak CFDSOF:

Bang Edo juga memberikan beberapa pertanyaan yang dijadikan PR, yaitu:

1. Apa itu entrance region/aliran masuk?

2. Apa itu aliran berkembang sempurna?

3. Apa pengaruh viskositas dan pengaruh pressure drop dalam pipa?

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

5. Apa itu entrance length?

Jawaban dari PR tersebut adalah:

1. Entrance region adalah daerah aliran fluida dari fluida masuk hingga mencapai kondisi kecepatan aliran fluida yang seragam.

2. Aliran berkembang sempurna atau Fully Developed Flow adalah kondisi aliran fluida dimana profil kecepatan fluida tersebut sudah seragam

3. 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. Salah satu penentu utama resistensi terhadap aliran fluida adalah viskositas fluida.

4. Pressure drop dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Bernoulli, yaitu:

untuk aliran pipa dengan diameter yang seragam dan ketinggian yang sama, persamaan pressure drop tersebut adalah:

sedangkan untuk aliran pipa dengan diameter seragam dan ketinggian yang berbeda, persamaan pressure drop menjadi:

5. Entrance length merupakan jarak antara lokasi masuknya fluida dengan titik awal fully developed flow

Pertemuan 2, Rabu, 1 April 2020

Pada pertemuan kedua Mekanika Fluida, materi yang dibahas adalah rumus dasar pada Mekanika Fluida. Rumus pada mekanika fluida berasal dari 3 hukum dasar yaitu:

1. Konservasi Massa

Hukum konservasi massa dapat didefinisikan sebagai perubahan massa terhadap waktu sama dengan 0, tidak ada yang dibuat dan tidak ada yang dihilangkan.

2. Konservasi Momentum

Hukum konservasi momentum dapat didefinisikan sebagai gaya netto sama dengan massa dikali laju perubahan kecepatan

3. Konservasi Energi

Hukum konservasi energi dapat didefinisikan sebagai laju perubahan energi harus diikuti dengan perubahan dalam bentuk kerja(work) dan panas (heat)

Setelah membahas mengenai hukum dasar yang membentuk rumus-rumus dalam mekanika fluida, pembahasan berikutnya adalah pembahasan dari pertanyaan - pertanyaan pada pertemuan 1, yaitu Entrance Region, Entrance Length, dan Fully Develop Flow. Gambar berikut merepresentasikan ketiga hal tersebut

pembahasan selanjutnya adalah profile kecepatan aliran laminar pada pipa. Pada bagian dinding didapat kecepatan aliran adalah 0. Hal ini disebabkan oleh adanya gaya tangensial yang disebabkan oleh viskositas aliran sehingga menyebabkan pressure drop di dinding pipa.