Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)

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


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


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


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


5/17


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


7/17


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


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 $$ H 76e H 4$$$


10/17


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)


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


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


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


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


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


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/

Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)

Documents

Transcript of Makalah Kehilangan Tekanan (Repaired)