Jurnal Aliran Fluida [PDF]

Citation preview

Analisis Aliran Fluida Terhadap Fitting Serta Satuan Panjang Pipa



Nisa Aina Fauziah, Novita Elvianti, dan Verananda Kusuma Ariyanto Jurusan teknik kimia fakultas teknik universitas Sultan Ageng Tirtayasa ABSTRAK Transfortasi fluida merupakan bagian penting dari teknik kimia. Umumnya transformasi fluisa dilakukan dalam suatu saluran yang tertutup dengan berbentuk silinder, yaitu pipa. Gaya gesek fluida dipelajari dalam penerapan mekanika fluida adalah persamaan kontinuitas dan persamaan Bernoulli. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk memberikan gambaran secara eksperimental tentang analisa aliran fluida pada suatu system perpipaan dan untuk menghitung friction loss. Aplikasi industry dari percobaan aliran fluida misalnya pada industry kilang minyak, pembangkit listrik dan industry kimia. Prosedur yang dilakuakn adalah dengan melakukan valve set dan megisi tangki hingga penuh,lalu menyalakan pompa dan mengkalibrasi flow meter. Kemudian mengulang percobaan untuk berbagai laju alir. Hasil dari percobaan ii adalah fricsi actual untuk bukaan valve 4,5 dan 6 pada panjang pipa 60 cm adalah 0,401;0,401;0,2676. Kerja pompa pada bukaan valve 4,5 dan 6 pada D pipa 1 inch sebesar 1,637; 1,632; 1,540. Semakin besar panjang pipa dan kecepatan aliran akan memperbesar friksi. Sedangkan semakin besar diameter pipa akan memperkecil friksinya. Kata kunci: fluida, densitas, viskositas, beda tekan, friction



PENDAHULUAN Fluida adalah zat yang tidak dapat menahan perubahan bentuk (distrursi) secara permanen. Fluida dapat berua cairan atau gas pada suhu tertentu dan tekanan tertentu. Setiap fluida mempunyai densitas atau rapat massa tertentu. Perilaku zat cair yang mengalir sangat bergantung pada kenyataan apakah fluida itu berada di bawah penngaruh bidang batas padat atau tidak.



Fluida zat cair yang mengalir melalui sebuah pipa dengan panjang tertentu menyebabkan terjadinya kerugian energy berupa penurunan tekanan (preddure drop) disebabkan oleh mayor losses akibat gesekan sepanjang dinding pipa maupun minor losses akibat perubahan bentuk local saluran pipa dan juga tergantung besar koefisien gesek pipa tersebut [1]



Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menjumpai kasus untuk aliran fluida, misalnya keran air yang memiliki belokan. Fungsi keran yang memiliki pipa belokan bukan hanya mempermudah air mengalir ke bawah tetapi juga untuk memperkecil laju alir fluid ajika dibandingkan dengan pipa lurus.



Oleh karena itu percobaan aliran fluida di harapkan dapat memberikan gambaran system aliran fluida dalam pipa dan dapat mempelajari factor apa saja yang dapat mempengaruhi alira fluida.



Dalam industry kimia, proses memerlukan pengaliran fluida melalui pipa saluran dan peralatan proses. Percabangan pipa bnayak digunakan dalam system perpipaan misalnya dalam pertambangan dan pengolahan air minum. Sifat-sifat aliran fluida merupakan suatu hal yang sangat menarik untuk diteliti.



LANDASAN TEORI Aliran fluida atau zat cair (termasuk uap air dan gas) dibedakan dari benda padat karena kemampuannya untuk mengalir. Fluida lebih mudah mengalir karena ikatan molekul dalam fluida jauh lebih kecil dari ikatan molekul dalam zat padat, akibatnya fluida mempunyai hambatan yang relatif kecil pada perubahan bentuk karena gesekan. Zat



padat mempertahankan suatu bentuk dan ukuran yang tetap, sekalipun suatu gaya yang besar diberikan pada zat padat tersebut, zat padat tidak mudah berubah bentuk maupun volumenya, sedangkan zat cair dan gas, zat cair tidak mempertahankan bentuk yang tetap, zat cair mengikuti bentuk wadahnya dan volumenya dapat diubah hanya jika diberikan padanya gaya yang sangat besar. Gas tidak mempunyai bentuk maupun volume yang tetap,gas akan berkembang mengisi seluruh wadah. Karena fase cair dan gas tidak mempertahankan suatu bentuk yang tetap, keduanya mempunyai kemampuan untuk mengalir. Dengan demikian kedua – duanya sering secara kolektif disebut sebagai fluida [2]. Sifat – sifat dasar fluida yaitu: kerapatan (density) ρ, (specific gravity) (s.g), tekanan (pressure) P, kekentalan (viscosity) µ [3]. Bilangan Reynold Geankoplis [4] menyebutkan bilangan Reynolds merupakan bilangan yang tak berdimensi yang dapat membedakan suatu aliran dinamakan laminer, transisi dan turbulen.



ℜ=



vDρ μ



Aliran laminar didefinisikan sebagai aliran dengan fluida yang bergerak dalam lapisan– lapisan atau lamina–lamina dengan satu lapisan meluncur secara lancar. Aliran laminar ini mempunyai nilai bilangan Reynoldsnya kurang dari 2300 (Re < 2300).



Ga mbar 1. Aliran Laminar



Aliran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminer ke aliran turbulen. Keadaan peralihan ini tergantung pada viskositas fluida, kecepatan dan lainlain yang menyangkut geometri aliran dimana



nilai bilangan Reynoldsnya antara 2300 sampai dengan 4000 (2300