I. PENDAHULUANA. Latar BelakangMekanika fluida adalah ilmu mekanika dari zat cair dan gas yang didasarkan pada prinsip yang sama dengan prinsip yang dipakai pada zat padat. Kecepatan dari tiap parttikel fluida pada satu titik tertentu adalah tetap. Mengikuti gerak partikel di dalam fluida adalah untuk menyatakan gerak fluida. Gerakan fluida dapat diamati sehingga dapat mengambil suatu pemahamam dari gerakan fluida yang diamati. Pergerakan dari suatu partikel fluida merupakan identifikasi mengenai jenis aliran yang timbul/terjadi. Beberapa jenis aliran yang dapat terjadi yaitu aliran laminer, aliran transisi, dan aliran turbulen. Jenis aliran fluida inilah yang akan dibahas dalam praktikum ini.Aliran yang bersifat lunak pada suatu titik tertentu tiap partikel fluida akan mempunyai kecepatan sama baik besar maupun arahnya, pada titik yang lain suatu partikel mungkin mempunyai kecepatan yang berbeda aliran lunak seperti ini terjadi pada aliran yang pelan, kecepatan yang berubah dari titik ke titik disebut aliran turbulen. Aliran laminer tidak dapat di anggap tanpa pusaran sama sekali, tetapi aliran laminar mempunyai gerak translasi dan rotasi pada bagian pusatnya dan kecepatan sudutnya merupakan harga yang rill. Gerak fluida di dalam suatu pipa aliran harus sejajar dengan dinding tabung, meskipun besar kecepatan fluida dapat berbeda dari satu titik ke titik lain di dalam pipa.

B. TujuanTujuan peraktikum ini adalah menghitung besaran bilangan reynold pada suatu aliran.

II. TINJAUAN PUSTAKAPersamaan untuk tahanan kekentalan atau gaya hambat linear cocok untuk partikel atau objek berukuran kecil yang sedang bergerak melalui sebuah fluida pada kecepatan yang relatif pelan dimana tidak terdapat turbulen (contohnya bilangan Reynolds yang rendah, Re < 1).[5] Dalam kasus ini, gaya hambat kira-kira sebanding dengan kecepatan, tapi arahnya berlawanan. Persamaan untuk tahanan kekentalan adalah:[6]

Dimana:= sebuah konstanta yang tergantung pada sifat-sifat fluida serta dimensi objek, danV= kecepatan objek.Saat sebuah objek jatuh dari tumpuan, kecepatannya akan menjadi

yang secara asimtotik mendekati kecepatan terminal . Untuk sebuah tertentu, objek yang lebih berat jatuh lebih cepat.Untuk kasus spesial dimana objek berbentuk bola yang kecil bergerak perlahan-lahan melalui sebuah zalir (fluida) kental (dan dengan begitu pada bilangan Reynolds yang kecil), George Gabriel Stokes membuat sebuah rumus untuk tetapan gaya hambat,

Keterangan:= radius Stokesnya partikel, dan adalah viskositas fluida.Sebagai contoh, bayangkan sebuah bola kecil berjari-jari = 0,5 mikrometer (diameter = 1.0 m) yang sedang bergerak melalui air pada kecepatan 10 m/s. Menggunakan 103 Pas sebagai viskositas air dalam satuan SI, ditemukan bahwa gaya hambatnya 0,09 pN. Ini mengenai gaya hambat yang dialami bakteri yang berenang di air.Bilangan Reynolds adalah rasio antara gaya inersia (vs) terhadap gaya viskos (/L) yang mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentikasikan jenis aliran yang berbeda, misalnya laminer dan turbulen. Aliran laminer adalah aliran yang bergerak dalam lapisanlapisan atau laminalamina, tukar menukar momentum secara molekuler saja. Aliran turbulen mempunyai gerakan partikelpartikel fluida yang sangat tidak menentu, dengan saling tukar menukar momentum dalam arah melintang. Namanya diambil dari Osborne Reynolds (18421912) yang mengusulkannya pada tahun 1883.Aliran fluida dalam pipa, berdasarkan besarnya bilangan Reynold dibedakan atas aliran laminar, turbulen, dan aliran transisi. Aliran laminar adalah aliran yang bergerak dalam lapisan-lapisan atau lamina-lamina, tukar menukar momentum secara molekuler saja. Dalam hal ini, jika nilai Re kecil, aliran akan meluncur di atas lapisan lain. Peninjauan dengan pesawat pezometer yang dipasangkan pada sebuah pipa dengan aliran zat cair yang laminar akan menunjukkan tekanan ynag tetap. Jadi aliran laminar adalah beraturan untuk tinggi kenaikan yang tetap stasioner(Suharto, 1991).Aliran turbulen mempunyai gerakan partikel-partikel fluida yang sangat tidak menentu atau aliran-alirannya tidak terdapat garis edar tertentu yang dapat dilihat, dengan saling tukar menukar momentum dalam arah melintang.

Laminer Re < 2100 Laminer Re > 4000

Gambar 1. Aliran Laminer dan Turbulen

Pada pipa : Aliran Laminer terjadi jika Re < 2100 Aliran Turbulen terjadi jika Re > 4000Kondisi 2100 < Re < 4000 aliran ini diklasifikasikan sebagai aliran transisi. Saluran tertutup bilangan Reynolds dinyatakan sebagai berikut :

Keterangan : V= kecepatan rata-rata aliran. l = panjang karakteristik (m). h = untuk aliran terbuka. D = untuk aliran tertutup.

= viskositas kinematik (m2/detik).Reynold membedakan aliran laminar dan aliran turbulen menurut kecepatan alirannya yang disebut dengan kecepatan kritis dari Reynold melakukan percobaan-percobaan dimana kecepatan kritis Reynold sebanding dengan viskositas kenematisnya () dan berbanding terbalik dengan diameter pipanya.

Vcr = K . Dimana K adalah konstanta kesebandingan, tanpa satuan yang harganya sama untuk semua zat cair dan gas pada setiap penampang pipa. Ini berarti bahwa perubahan dalam aliran mengambil tempat pada setiap perbandingan tertentu antara kecepatan, diameter dan kekentalan.

K = Dimana K ini disebut angka kritis dari Reynold dan biasanya dinyatakan sebagai:

Recr = Menurut Reynold, bahwa dengan percobaan- percobaannya Recr ini sekitar 2300.untuk aliran khusus angka reynold dinyatakan:

Re = Sifat pokok aliran serta posisi relatifnya ditunjukkan oleh bilangan Reynold. Persamaan yang lebih umum, yang memperhitungkan viskositas telah dikembangkan dengan menyertakan tegangan geser. Eksperimen dari seseorang peneliti didapatkan bahwa ada 4 faktor yang menentukan apakah suatu aliran bersifat laminar atau turbulen. Kombinasi dari empat faktor ini disebut bilangan Reynold, NR dan didefinisikan dari:

NR = dengan adalah rapat massa fluida, v kecepatan rata-ratanya, viskositas, dan D adalah garis tengah pipa.Bilangan Reynold adalah bilangan tanpa dimensi, sehingga harganya tidak tergantung pada sistem satuan yang dipakai. Hasil- hasil eksperimen menunjukkan bahwa jika suatu aliran harga bilangan reynold adalah antara 0 dan 2000, maka aliran tersebut bersifat laminar, sedangkan di atas 3000 aliran bersifat turbulen dan untuk bilangan reynold antara 2000 dan 3000 terdapat daerah transisi, aliran dapar berubah keadaan dari laminar menjadi turbulen atau sebaliknya.

III. METODOLOGI A. Alat 1. Selang2. Penggaris3. Stop watch4. Alat penguji5. Gelas ukur

B. Bahan1. Air2. Tinta

B. Cara Kerja1. Menyiapkan alat penguji aliran fluida dan terpasang dengan benar2. Mengisi air pad toples, dan mengisi tabung untuk tinta dengan tinta dan semantara keran di tutup.3. Menyiapkan stopwach, dan secara bersamaan ketika waktu di mulai kran dan tinta pipa di buka.4. Mengamati aliran tinta pada pipa apakah aliran tersebut aliran laminar atau turbulen.5. Setelah waktu di hentikan kran dan aliran tinta di tutup kembali.6. Mengukur air yang berada di gelas ukur selama waktu berjalan.7. Percobaan di lakukan selama dua kali dalam waktu yang berbeda yaitu 5s dan 10 s.8. Hasil yang telah diamati di hitung dengan persamaan bilangan reynold.9. Menyocokkan antara pengamatan dan perhitungan.V. KESIMPULAN DAN SARANA. Kesimpulan1. Bilangan Reynold (Re) merupakan perbandingan gaya-gaya yang disebabkan oleh gaya inersia, gravitasi, dan kekentalan (viskositas). Bilangan Reynold digunakan untuk menentukan jenis aliran yang terjadi pada suatu fluida.2. Aliran laminer terjadi jika Re < 2100, aliran trasisi terjadi jika 2100 < Re < 4000, dan aliran turbulen terjadi jika Re > 4000. Dilihat dari hasil yang didapat dalam perhitungan maka nilai Re < 2100.3. Dalam praktikum di dapatkan perbedaan antara turbulen dan laminer.4. hal yang menyebabkan perbedaan adalah tita terlalu encer,ketelitian pengamat, erusakan alat, ketelitian dalam penggunaan rumus.

B. Saran1. Agar asisten lebih memperhatikan pemahaman praktikan.2. Agar suasana perraktikum lebih kondusib.

DAFTAR PUSTAKAHalliday,D & Resnick,R. 1990. Fisika jilid 1. Erlangga: Jakarta.

Kartasapoetra, A.G. dan Sutedjo Mulyani. 1986. Teknologi Pengairan Pertanian. Penerbit Bina Aksara:Jakarta.

Suharto. 1991. Dinamika dan Mekanika untuk Prguruan Tinggi. Rineka Cipta.:Jakarta.

Sutrisno, 1996. seri fisika dasar. Mekanika. ITB: Bandung.

LAPORAN PRAKTIKUMMEKANIKA FLUIDA

Oleh :Yasrul khoiruddinA1H013066

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNVERSITAS JENDRAL SOEDIRMANFAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO2014LAPORAN PRAKTIKUMMEKANIKA FLUIDA

BILANGAN REYNOLD

Oleh :Yasrul khoiruddinA1H013066

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNVERSITAS JENDRAL SOEDIRMANFAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO2014