1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Aliran fluida merupakan salah satu fenomena yang dapat ditemui dalam

kehidupan sehari-hari. Aliran air di sungai, aliran gas pada turbin hingga aliran

darah pada pembuluh darah merupakan beberapa contoh dari fenomena aliran

fluida. Melihat cakupan yang sangat luas dari fenomena aliran fluida tersebut,

potensi untuk diadakannya penelitian terhadap fenomena ini juga sangat besar.

Banyak sekali peneliti yang melakukan berbagai macam penelitian tentang

fenomena aliran fluida. Mulai dari penelitian terhadap jenis zat yang mengalir,

tempat fluida mengalir hingga beberapa kondisi khusus pada aliran fluida. Hingga

saat ini, permasalahan yang muncul pada penelitian tentang aliran fluida mulai

kompleks. Oleh karena itu, didukung dengan perkembangan teknologi yang

semakin maju, para peneliti mulai mengembangkan dan membuat metode-metode

baru dalam pemecahan masalah aliran fluida yang kompleks. Salah satunya yaitu

dengan metode komputasi atau dapat disebut dengan CFD (Computational Fluid

Dynamic). Metode CFD dapat memodelkan suatu permasalahan aliran fluida yang

kompleks. Permasalahan tersebut kemudian diolah untuk selanjutnya hasil dari

pengolahan tersebut dipaparkan dalam bentuk data pada komputer. Dengan

metode CFD, para peneliti semakin dimudahkan dalam mempelajari karakteristik

dari aliran fluida serta fenomena-fenomena yang terjadi di dalamnya.

Berdasarkan latar belakang tersebut, maka diperlukan suatu penelitian

tentang salah satu fenomena aliran fluida yang kompleks. Dilakukan analisis

terhadap aliran fluida pada permukaan dengan kebocoran. Dalam kehidupan

sehari-hari, sering dijumpai kejadian-kejadian yang melibatkan aliran melalui

permukaan berpori. Salah satu contohnya dapat dilihat pada dunia perminyakan,

sering dijumpai kebocoran pada pipa. Hingga pada tubuh manusia sendiri,

kebocoran pada pembuluh darah akibat infeksi juga dapat terjadi. Penyakit demam

2

berdarah merupakan salah satu contoh yang melibatkan aliran fluida pada saluran

yang mengalami kebocoran.

Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan analisis terhadap aliran yang

melalui permukaan dengan kebocoran pada keadaan yang lebih sederhana.

Penelitian yang akan dilakukan adalah penelitian terhadap aliran di antara 2 plat

sejajar dengan kebocoran. Variasi terhadap kekasaran permukaan plat dan debit

aliran dilakukan untuk kemudian dianalisis pengaruhnya terhadap pressure drop

dan laju kebocorannya. Dengan penggabungan antara eksperimen dengan metode

CFD dalam proses penghitungan, dapat diperoleh suatu kesimpulan yang valid

tentang fenomena aliran fluida tersebut dan diharapkan untuk ke depannya

penelitian ini dapat dikembangkan untuk penelitian-penelitian lain. Bahkan

pengembangan penelitian ini untuk bidang biomedis juga dapat dikembangkan,

yaitu pada pembuluh darah manusia yang terjangkit penyakit demam berdarah.

1.2 Rumusan Masalah

Perumusan masalah yang diberikan pada penelitian tugas akhir kali ini

adalah analisis pengaruh kekasaran permukaan dan debit aliran terhadap pressure

drop dan laju kebocoran pada aliran laminar di antara dua plat sejajar dengan

kebocoran dengan metode CFD. Pada penelitian ini dibandingkan nilai laju

kebocoran dan pressure drop pada beberapa jenis plat dengan kebocoran yang

memiliki kekasaran permukaan yang berbeda.

1.3 Batasan Masalah

Untuk memfokuskan bahasan penelitian, maka diberikan batasan masalah

sebagai berikut :

1. Jenis fluida yang digunakan adalah air.

2. Aliran yang terjadi pada sistem adalah aliran laminar.

3. Lubang pada plat terlatak pada plat bagian bawah.

4. Proses analisis dilakukan dengan menggunkan software FLUENT 6.3.

5. Pemodelan sistem dibuat dengan menggunakan software GAMBIT 2.4

3

6. Validasi diperoleh dengan membandingkan hasil simulasi dengan data

hasil percobaan.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Mengetahui debit aliran terhadap pressure drop dan laju kebocoran

dengan menggunakan metode eksperimen dan komputasi.

2. Mengetahui pengaruh kekasaran permukaan terhadap pressure drop dan

laju kebocoran dengan menggunakan metode komputasi.

3. Mengetahui karakteristik lain pada aliran di antara 2 plat dengan

kebocoran.

4. Mendapatkan model komputasi yang tepat dalam kasus kebocoran pada

aliran melalui dua plat sejajar.

1.5 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah :

1. Mendapatkan metode CFD yang valid terhadap sistem yang

melibatkan pada kasus aliran melalui dua plat sejajar.

2. Mengetahui pola aliran fluida pada kasus aliran melalui dua plat

sejajar.

3. Mendapatkan model yang tepat untuk dapat diaplikasikan dalam

melakukan analisis kebocoran sistem dengan parameter yang

berbeda.

4. Aplikasi dalam bidang lain seperti analisis kebocoran pada

pembuluh darah di bidang biomedis.