Post on 05-Jul-2018
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
1/17
KEHILANGAN TEKANAN AKIBAT RUGI
GESEKAN DALAM ALIRAN
MAKALAH
Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Transportasi Fluida
Disusun Oleh
Kelompok 1 (4 EGC)
1 !gung !dit"a #ratama ( $%144$411%&' )
Candra #urna ( $%144$41$4 ) Deli Kusuma *ardani ( $%144$411%&& )
4 Oki Maman +u"adi ( $%144$411,11 )
Tingkat - #rogram . / - D0/ Teknik Energi
Dosen #em2im2ing . /r !ida +"ari3 MT
Mata Kuliah . Transportasi Fluida
5U6U+!7 TEK7/K K/M/!
#6OG6!M +TUD/ TEK7/K E7E6G/
#O8/TEK7/K 7EGE6/ +6/*/5!9!
$1%
KATA PENGANTAR
http://vinayudittia.blogspot.com/2013/04/keyboard-shortcut-pada-windows-7.htmlhttp://vinayudittia.blogspot.com/2013/04/keyboard-shortcut-pada-windows-7.html
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
2/17
1
#u:i s"ukur kita pan:atkan kehadirat !llah +*T karena atas 2erkat rahmat dan
karunia "ang telah dilimpahkan07"a penulis dapat men"elesaikan pem2uatan MakalahTranportasi Fluida "ang 2er:udul “Kehilangan Tekanan !ki2at 6ugi Gesekan Dalam
!liran; Makalah ini disusun untuk memenuhi salah satu pers"aratan dalam pem2ela:aran
di mata kuliah Transportasi Fluida +halaesar Muhammad +!* keluarga saha2at dan pengikut hingga akhir ?aman
Kami sadar 2ah
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
3/17
2
KATA PENGANTAR........................................................................................................1
DAFTAR ISI........................................................................................................................2
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang............................................................................................3
1.2.
T!an.........................................................................................................."
1.3. R#$an
Ma$ala%......................................................................................."
BAB II PEMBAHASAN
2.1. De&'n'$' Fl'(a............................................................................................)
2.2. Al'ran Fl'(a ............................................................................................)
2.3. Rg'*rg' Al'ran........................................................................................+
BAB III S,AL DAN PEMBAHASAN
3.1. S-al.............................................................................................................13
3.2. Pe#a%a$an..............................................................................................13
Ba I/ PENUTUP
".1 Ke$'#0lan................................................................................................1)
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................................1
BAB I
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
4/17
3
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
@ead loss merupakan suatu 3enomena rugiArugi aliran di dalam sistem pemipaan
6ugiArugi aliran selalu ter:adi pada sistem pemipaan dengan menggunakan 2er2agai
ma=am 3luida seperti 3luida =air dan gas #ada umumn"a rugi aliran "ang ter2esar
ter:adi pada 3luida =air hal ini dikarenakan si3at molekuln"a "ang padat di2andingkan
gas dan memiliki gesekan le2ih 2esar terhadap media "ang dilaluin"a terutama :ika
koe3isien gesek media "ang dilalui itu le2ih 2esar maka gesekan "ang ter:adi pun
akan semakin 2esar @ead losses sangat merugikan dalam aliran 3luida di dalam sistem
pemipaan karena head losses dapat menurunkan tingkat e3isiensi aliran 3luida
+alah satu pen"e2a2 head losses adalah konstruksi desain dari sistem pemipaan
terse2ut 5ika konstruksi memiliki per=a2angan "ang le2ih 2an"ak maka akan
memper2esar rugi alirann"a selain itu aliran "ang semula dalam keadaan laminar
pada saat melalui pipa lurus "ang koe3isien gesekn"a 2esar akan 2eru2ah men:adi
aliran tur2ulen Kondisi aliran tur2ulen inilah "ang dapat merugikan dalam sistem
pemipaan terse2ut seperti akan menim2ulkan getaran dan :uga pengelupasan dinding
pipa +elain itu aki2at "ang paling mendasar dengan adan"a rugi0rugi aliran (head
losses) ialah dapat men"e2a2kan 2esarn"a energi "ang di2utuhkan untuk
menggerakan aliran 3luida "ang 2erdampak meningkatn"a penggunaan listrik pada
mesin penggerak 3luida seperti pompa @ead losses (rugi aliran) sering ter:adi pada
sistem pemipaan untuk seluruh perusahaan industri rumah tangga dan tempat lainn"a
"ang menggunakan pipa se2agai distri2usi aliran 3luida
1.2. T!an
10.684 Q1
C1.85D4.8
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
5/17
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
6/17
5
2.1. De&'n'$' Fl'(a
Fluida merupakan suatu ?at "ang dalam keadaan setim2ang tak dapat menahan
ga"a atau tegangan geser ( shear force) De3inisi lain dari 3luida adalah ?at "ang dapat
mengalir "ang mempun"ai partikel "ang mudah 2ergerak dan 2eru2ah 2entuk tanpa
pemisahan massa Ketahanan 3luida terhadap peru2ahan 2entuk sangat ke=il sehingga
3luida dapat dengan mudah mengikuti 2entuk ruang
>erdasarkan
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
7/17
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
8/17
7
Gam2ar !liran Tur2ulen
Untuk mem2edakan aliran apakah tur2ulen atau laminer terdapat suatu angka
tidak 2ersatuan "ang dise2ut !ngka 6e"nold (6e"nolds 7um2er) !ngka ini
dihitung dengan persamaan se2agai 2erikut.
ℜ= ρ × d ×V
μ atau
ℜ=d ×V
v
Dimana .
Re >ilangan 6e"nold (tak 2erdimensi)
V Ke=epatan rata0rata (3t-s atau m-s)
D Diameter pipa (3t atau m)
iskositas dinamik 3luida (kg-m ∙ s)
v iskositas kinematik ( m2/s )
Menurut hasil per=o2aan oleh 6e"nold apa2ila angka 6e"nold kurang
daripada $$$ aliran 2iasan"a merupakan aliran laminer !pa2ila angka 6e"nold
le2ih 2esar daripada 4$$$ aliran 2iasan"a adalah tur2ulen +edang antara $$$ dan
4$$$ aliran dapat laminer atau tur2ulen tergantung pada 3aktor03aktor lain "ang
mempengaruhi
!liran dimana pergerakan dari partikel A partikel 3luida sangat tidak menentu
karena mengalami per=ampuran serta putaran partikel antar lapisan "ang
mengaki2atkan saling tukar momentum dari satu 2agian 3luida ke2agian 3luida
"ang lain dalam skala "ang 2esar Dalam keadaan aliran tur2ulen maka tur2ulensi
"ang ter:adi mem2angkitkan tegangan geser "ang merata diseluruh 3luida sehingga
menghasilkan kerugian A kerugian aliran
2.2.3. Al'ran Tran$'$'
merupakan aliran peralihan dari aliran laminar ke aliran tur2ulen !liran 2erdasarkan
2isa tidakn"a di=ompres .
Compressi2le 3lo
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
9/17
8
• iskositas-kekentalan 3luida
• Densitas-kerapatan 3luida
2.3. Rg'*rg' Al'ran
+alah satu hal "ang terkena pengaruh oleh 2er2agai ariasi instalasi pipa seperti
peru2ahan ketinggian peru2ahan ke=epatan aki2at peru2ahan penampang dan gesekan
3luida adalah adan"a peru2ahan tekanan pada 3luida "ang mengalir dalam pipa
#ada aliran tanpa gesekan peru2ahan tekanan dapat dianalisa dengan persamaan
>ernoulli "ang memperhitungkan peru2ahan tekanan ke dalam peru2ahan ketinggian
dan peru2ahan ke=epatan +ehingga perhatian utama dalam menganalisa kondisi aliran
n"ata adalah pengaruh dari gesekan Gesekan akan menim2ulkan penurunan tekanan
atau kehilangan tekanan >erdasarkan lokasi tim2uln"a kehilangan se=ara umum
kehilangan tekanan aki2at gesekan atau kerugian ini dapat digolongkan men:adi
"aitu. kerugian ma"or dan kerugian minor
Kehilangan energi aki2at gesekan dapat dihitung dengan menggunakan salah satu
dari dua rumus 2erikut "aitu .
• #ersamaan @a?en 0 *illiams
6umus ini pada umumn"a dipakai untuk menghitung kehilangan energi dalam
pipa "ang relati3 sangat pan:ang seperti :alur pipa pen"alur air minum
#ersamaan ini tidak dapat digunakan untuk liuid selain air dan digunakan
untuk aliran tur2ulen
• #ersamaan Dar=" A*eis2a=h
#ersamaan Dar=" A*eis2a=h dikom2inasikan dengan tam2ahan Diagram
Mood" adalah metode "ang digunakan untuk menghitung energi "ang hilang
aki2at dari gerakan 3luida di dalam pipa dan saluran tertutup lainn"a
2.3.1. Kerg'an Ma-r
Kerugian ma"or adalah kehilangan tekanan aki2at gesekan aliran 3luida pada
sistem aliran penampang pipa "ang konstan >ilangan re"nolds menerangkan re?im
atau pro3il aliran 3luida dalam pipa seperti .
• !liran laminar 76e H $$
• !liran transisi $$ H 76e H 4$$$
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
10/17
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
11/17
10
#ada aliran tur2ulent harga koe3isien gesekan tergantung pada kekasaran
permukaan pipa dan 2ilangan re"nolds "ang diestimasi dari diagram mood"
Dengan menggunakan persamaan Dar=" 3aktor gesekan pada aliran laminer
dapat ditentukan 3aktor gesekan f untuk aliran laminer adalah f =64 /ℜ dan
tidak 2ergantung dengan kekasaran relati3 pipa c / D
#ers @agen – #oiseeuille H L
¿32× μ × L × V
γ × D2
(1)
#ers Dar=" H L ¿
f × L × V 2
d ×2g → f
¿ d ×2 g
L× V 2
H L
()
f
¿ d ×2 g
L× V 2
H L
f
¿ d ×2 g
L× V
2 ∙
32× μ × L × V
γ × D
2
f
¿
64 × μ × g
V × D × γ
f
¿
64× μ
V × D × γ
g
f ¿ ρ × g → ρ=¿
γ
g
()
f
¿
64× μ
V ×D × ρ
f
¿
ρ× V × D
μ
(4)
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
12/17
11
f
¿
64
ℜ
Diagram Mood"
6umus terse2ut diplot pada tahun 1&44 oleh Mood" ke dalam apa "ang dise2ut
Diagram Mood" (Gam2ar $) Diagram Mood" adalah diagram 3aktor gesekan 3ungsi
2ilangan 6e"nold dan kekasaran relati3 pipa 7ilai0nilai kekasaran "ang khas untuk
2er2agai permukaan pipa ditampilkan pada ta2el 2erikut
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
13/17
12
Untuk aliran tur2ulen 6eI4$$$
a Untuk daerah =omplete roughness rough pipes
1
√ f =¿
2log (
3,7
ε
d ) ε =kekasaran (m)
2 Untuk pipa halus seperti glass dan plasti=(pipa li=in)
1) >lassius f =¿ 0,316
ℜ0,25 ℜ=3000−100.000
) an Karman1
f =¿
2,0log ( ℜ√ f 2,51 )
¿ 2 ,0 log(ℜ√ f )−¿ 0,8
= Untuk pipa kasar
an Karman1
f =¿
2,0log
d
ε +¿ 1,74
d Untuk pipa antara kasar dan halus(transisi)
Corel2rook −¿ *hite1√ 4
=¿ −2,0 log [ ε
d
3,7+ 2,51
ℜ√ f ]
2.3.2. Kerg'an M'n-r
Kerugian minor adalah kehilangan tekanan aki2at gesekan "ang ter:adi pada alat
kelengkapan pipa seperti katup 2elokantee3ilter dan pada penampang pipa "ang konstan
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
14/17
13
BAB III
S,AL DAN PEMBAHASAN
3.1. S-al
1 @itung kehilangan tenaga karena gesekan di dalam pipa sepan:ang 14$$ 3t dan
diameter J in apa2ila air mengalir dengan ke=epatan %'% 3t-s Koe3isien gesekan
Dar=" – *eis2a=h f =0,02 Udara pada kondisi standar mengalir melalui pipa saluran(drawn tubing)
2erdiameter '$ mm dengan ke=epatan rata0rata %$ m-s Untuk kondisi seperti
itu 2iasan"a aliran akan tur2ulen 7amun demikian:ika dilakukan tindakan untuk
menghilangkan gangguan pada aliran(sisi masuk pada pipa sangat mulus udara
2e2as dari de2u pipa tidak 2ergetar dan lain0lain) masih dimungkinkan untuk
mempertahankan suatu aliran laminar
a Tentukan penurunan tekanan sepan:ang :arak $ m pada pipa :ika alirann"a
laminar
2 Ulangi perhitungan :ika alirann"a tur2ulen
3.2. Pe#a%a$an
1 Diketahui .
#an:ang pipa . 8 14$$ 3t
Diameter pipa . D J in - 3t
Ke=epatan aliran . %'% 3t-s
Koe3isien gesekan . f =¿ $$
5a
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
15/17
14
#ada kondisi temperatur dan tekanan standar kerapatan dan iskositas udara adalah
ρ=1,23kg /m2
dan μ=1,79×10−5
7 ∙ s /m2
. 5adi 2ilangan 6e"noldsn"a
adalah .
ℜ= ρVD
μ = (1,23kg/m
3 ) (60m /s) (0,005m )1,79×10
−5 N ∙ s/m2
=20615
9ang se=ara normal menun:ukkan aliran tur2ulen
(a) 5ika alirann"a laminar maka f =64 /ℜ=64 /20615=0,00310 dan
penurunan tekanan sepan:ang :arak hori?ontal $ m pada pipa akan men:adi .
∆ p= f × L
D
1
2 pV
2
∆ p=0,00310×0,2m0,005m 12 (1,23 kg /m3)(60m/ s)2
∆ p=0,275 Ka
#erhatikan 2ah
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
16/17
15
BAB III
PENUTUP
3.1 Ke$'#0lan
1 Fluida merupakan suatu ?at "ang dalam keadaan setim2ang tak dapat menahan
ga"a atau tegangan geser ( shear force) De3inisi lain dari 3luida adalah ?at "ang
dapat mengalir "ang mempun"ai partikel "ang mudah 2ergerak dan 2eru2ah
2entuk tanpa pemisahan massa
!liran 3luida dapat dikategorikan men:adi .
• !liran laminar 76e H $$
• !liran transisi $$ H 76e H 4$$$
• !liran tur2ulent 76e I 4$$$
Untuk dapat menghitung head loss ma"or perlu diketahui le2ih a
8/16/2019 Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)
17/17
16
DAFTAR PUSTAKA
Fo *6o2ert and M= Donald !lan T 1&&J Introductions to Fluid Mechanics 5t"
edition 5ohn*ile" and +ons /n= Canada
@ +hames /ring $$' Mechanis of Fluids 4t"
edition M= Gra< @ill
http.--a"a0snura2logspot=oid-$1-$1-aliran03luida0dalam0pipahtml
http.--dokumentips-do=uments-mekanika03luida0''24'e1JJ2,html
http.--repositor"usua=id-2itstream-14'%,J&-1%4&--ChapterL$//pd3
http.--ta:ilapakru=e 6 9oung Donald F and Okiishi Theodore @ $$ Mekanika Fluida
ilid ! 5akarta . Erlangga
http://aya-snura.blogspot.co.id/2012/01/aliran-fluida-dalam-pipa.htmlhttp://dokumen.tips/documents/mekanika-fluida-55b345e1288b7.htmlhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/16249/3/Chapter%20II.pdfhttp://tajilapak.wordpress.com/2012/12/08/rugi-rugi-aliran/http://aya-snura.blogspot.co.id/2012/01/aliran-fluida-dalam-pipa.htmlhttp://dokumen.tips/documents/mekanika-fluida-55b345e1288b7.htmlhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/16249/3/Chapter%20II.pdfhttp://tajilapak.wordpress.com/2012/12/08/rugi-rugi-aliran/