Modul 3 Percobaan Osborn Reynolds [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA



MODUL 3 PERCOBAAN OSBORN REYNOLDS



3.1 Pendahuluan Percobaan Osborn-Reynolds ini bermaksud untuk mengidentifikasikan dan mengklarifikasikan jenis aliran. Prinsip percobaannya adalah mengganti secara langsung/vertikal bentuk gerakan dan arah gerak aliran zat warna tertantu (dalam hal ini tinta) dalam suatu aliran pada debit tertentu. Tinta dipilih karena mempunyai kekentalan relatif mendekati kekentalan relatif air. Apabila arah dan gerakan tinta lurus dan teratur maka aliran air tersebut didefinisikan sebagai aliran laminer. Bila tidak, gerakannya berputar dan tidak teratur, maka disebut aliran turbulen. Adakalanya aliran tersebut lurus lalu berputar sedikit, maka kita definisikan sebagai aliran transisi, yaitu peralihan dari aliran laminer ke aliran turbulen. Dengan mengidentifikasikan gerakan tinta tersebut secara visual, maka kita dapat menghitung bilanan Reynolds. Bilangan Reynolds berguna untuk mengklarifikasikan jenis aliran berdasarkan batasan-batasan nilai tertentu. Setelah bilangan Reynolds diketahui juga dapat menghitung faktor gesekan untuk masing-masing jenis aliran. 3.2 Tujuan Percobaan Tujuan percobaan bertujuan untuk: 1. Mengamati keadaaan zat warna dalam aliran sebagai visualisasi dari sifat aliran. 2. Mengklarifikasikan jenis aliran berdasarkan bilangan Reynolds 3. Mengetahui hubungan antara bilangan Reynolds dan koefisien gesekan dari masing-masing sifat aliraan. 4. Mampu menganalisis grafik dari hasil percobaan.



RHEINA NURCHENDANI - 2411161158



LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA



3.3 Alat-alat Praktikum Pada percobaan ini akan digunakan alat-alat sebagai berikut: 1. Osborn-Reynolds apparatus Dalam percobaan kali ini Osborn-Reynolds apparatus berfungsi sebagai alat pengidentifikasi dan pengklarifikasi jenis aliran.



2. Stop watch Stop watch berfungsi untuk menghitung waktu pada volume sebanyak 600 ml agar dapat memperoleh debit aliran. 3. Gelas ukur



RHEINA NURCHENDANI - 2411161158



LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA



Dalam percobaan ini gelas ukur berfungsi untuk mengukur volume sebanyak 600 ml dari masing-masing jenis aliran yang telah didapat.



4. Ember Ember berfungsi sebagai wadah tampung air saat akan mengidentifikasikan gerakan tinta secara visual.



5. Fluida air dan tinta RHEINA NURCHENDANI - 2411161158



LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA



Fluida air dan tinta berfungsi sebagai benda uji praktikum, untuk menentukan jenis aliran berdasarkan gerak aliran yang terbentuk oleh tinta.



3.4 Dasar Teori 3.4.1



Perhitungan Debit Aliran Untuk menghitung debit aliran dari data volume air pada gelas ukur yang mengalir selama selang waktu tertentu dinyatakan dalam hubungan:



Q=



V t



Dengan:



3.4.2



Q



= debit aliran (m/detik)



V



= volume air (m)



t



= waktu pengukuran (detik)



Pecobaan Osborn-Reynolds Berdasarkan percobaan yang dilakukannya, menurut Reynolds, ada faktor



yang mempengaruhi keadaan aliran yaitu kekentalan zat cair µ (mu), rapat massa zat cair ρ (rho) dan diameter pipa D. Hubungan antara µ, ρ dan D yang mempunyai dimensi setara dengan kecepatan µ/ρD.



RHEINA NURCHENDANI - 2411161158



LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA



Reynolds



menunjukkan



bahwa



aliran



dapat



diklasifikasikan



berdasarkan suatu nilai tertentu. Nilai diturunkan dengan membagi kecepatan aliran di dalam pipa dengan nilai µ/ρD, yang disebut sebagai Angka Reynolds. Angka Reynolds ini memiliki bentuk sbb:



ℜ=



v μ / ρD



ρDv μ



Atau dapat ditulis:



Re= VD : v Dengan v (nu) adalah kekentalan kinematik yang nilainya bervariasi yang merupakan fungsi dari temperatur. 3.4.3



Klasifikasi Aliran Sifat aliran cair dapat diklasifikasikan atas aliran laminer dan aliran turbulen



serta aliran transisi yang berada di tengah-tengah antara kedua sifat aliran tersebut. Suatu cairan disebut laminer apabila lapisan-lapisan fluida berdekatan bergerak dengan kecepatan yang sama dan garis gerak dari masing-masing partikel fluida tidak saling menyilang atau berpotongan. Kecenderungan arah kestabilan dan turbulensi direndam oleh gaya-gaya geser viskos yang memberikan tahan terhadap gerakan relatif lapisan-lapisan fluida yang bersebelahan. Lapisan-lapisan yang berdekatan, saling tukar menukar momentum secara molekular saja. Apabila lapisan-lapisan yang berdekatan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-beda dan arah gerak dari masing-masing partikel fluida menyilang dan saling memotong, maka aliran tersebut aliran turbulen. Pertukaran momentum terjadi itu dalam arah melintang. Aliran transisi berada di tengah-tengah, dalam artian sifat-sifatnya kadangkadang menunjukkan laminer dan kadang-kadang turbulen. RHEINA NURCHENDANI - 2411161158



LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA



Dalam analisa di saluran teertutup, sangat penting diketahui apakah aliran tersebut laminer atau turbulen. Penentuan itu berdasarkan perhitungan untuk memperoleh bilangan Reynolds (Re) dan dibandingkan dengan batas-batas yang telah ada, yaitu: Re < 2000 Aliran Laminer Re > 4000 AliranTturbulen 2000