laporan resmi reynold apparatus
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 Laporan Resmi Reynold Apparatus
1/8
REYNOLD APPARATUS
Fathu Prasetyo
Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, Indonesia.
No!ember "#$
Abstrak % Pada kehidupan sehari&hari, aliran dapat terdiri dari 'at (air maupun gas
ternyata tidak sekedar mengalir, tetapi dari setiap 'at tersebut memipunyai
properties yang berbeda&beda pada kondisi tertentu tertentu. )ontohnya seperti
pada suatu pipa yang berisi air dengan pipa yang berisi gas. Salah satunya adalah
pada *enis alirannya, seperti aliran laminar dan aliran turbulen. Untuk menentukan *enis dari suatu aliran +luida dapat diketahui dengan (ara melihat pola alirannya.
Tetapi terdapat beberapa kesulitan *ika diamati se(ara langsung. leh karena itu
ada beberapa (ara untuk mengetahuinya, salah satunya dengan menggunakan
Reynold Number .
Peralatan dan bahan yang digunakn adalah air transparan, pipa pemasukan
air, pembuangan kelebihan air untuk mempertahankan tinggi muka air, pipa
transparan berdiameter "$ mm, kran pengatur aliran air, tangki 'at pe-arna,
,pengatur aliran 'at pe-arna, no'el 'at pe-arna.Untuk melakukan per(obaan
reynold apparatus mula&mula debit air diatur dengan valve pada flow meter hingga
debit air men(apai # liter/*am lalu valve tabung tinta -arna dibuka. 0emudian
pola aliran yang ter*adi diamati. 1alu hasil pengamatan di(atat pada lembar
pengamatan, langkah diatas diulangi sampai men(apai "$# liter/*am dengan
pertambahan debit #liter/*am.
2asil dari per(obaan ini adalah mengetahui *enis aliran yang di(iptakan
pada debit tertentu dengan luas penampang yang tetap3tidak berubah4. Sehingga
dapat diklasi+ikasikan bah-a pada debit tertentu aliran tersebut merupakan aliran
laminar atau aliran turbulen. 5ari nilai debit yang diatur pada per(obaan, dapat
diakumulasikan sehingga didapatkan nilai reynold number nya. Sehingga alirantersebut dapat diklasi+ikasikan. 5ari per(obaan ini didapatkan bah-a semakin
besar debit, maka semakin besar nilai reynold number yang diperoleh. 0arena
nilai reynold number berbanding lurus dengan ke(epatan, dimana ke(epatan aliran
dipengaruhi oleh besarnya debit pada aliran.
0ata kun(i komponen laporan6 +luida, aliran, reynold number , laminar, turbulen
-
8/18/2019 Laporan Resmi Reynold Apparatus
2/8
7A7 I
P8N5A2U1UAN
. 1atar 7elakang
Pada 'aman sekarang +luida sangat berperan penting dalam kehidupan
sehari hari. 7ahkan sampai dunia industri sangat memperhatikan +luida. 5alam
mendesain sebuah kendaraan kita *uga menin*au peran dari +luida yang nantinya
akan melintasi luas pennampang pada kendaraan tersebut atau yang biasa dikenal
dengan drag force. 5imana drag force harus dibuat seke(il mungkin agar daya
hambatnya ke(il. 0arena itu saat ini kita sangat perlu untuk mempela*ari +luida.
5alam +luida *uga mengenal reynold number . Reynold number
berpengaruh untuk penenentuan apakah suatu aliran laminar atau turbulen.
Reynold number biasa digunakan pada perindustrian seperti dalam pemasangan
pipa. 0arena itu reynold number dalam sebuah pipa perlu untuk dipela*ari dandiamati. Sehingga dilakukanlah per(obaan ini untuk memahami +enomena aliran
dalam sebuah pipa.
." Tu*uan Per(obaan
a4 Memahami prinsip dasar bilangan Reynold .
b4 Memahami +enomena aliran dalam pipa.
. Rumusan Masalah
a4 7agaimana prinsip dasar bilangan Reynold 9
b4 7agaimana +enomena aliran +luida dalam pipa9
.: 7atasan Masalah
a4 Steady Flow, digunakan agar pengamatan di setiap -aktu berbeda hasilnya
sama.
b4 In(ompressible Flow, sesuai dengan apa yang ditin*au pada per(obaan ini
dan +luida yang dipakai pada pada per(obaan ini adalah air.
(4 Per(obaan dilakukan pada suhu kamar 3 26℃ 4, temperatur di*aga agar
properties dari +luida tersebut tidak berubah&ubah.
7A7 II
5ASAR T8RI
. Pengertian Aliran
Fluida adalah sebuah 'at yang akan terde+ormasi 3mengalami perubahan
bentuk4 se(ara terus menerus 3kontinyu4 *ika dikenai tegangan geser seberapun
ke(ilnya tegangan geser tersebut diberikan. Akan tetapi *ika 'at padat tidak akan
terde+ormasi se(ara kontinyu selama gaya F yang dikenakan lebih ke(il dibanding
batas elastisnya.
-
8/18/2019 Laporan Resmi Reynold Apparatus
3/8
;ambar . 7agan (ontinuum +luid
Setiap properti +luida diasumsikan mempunyai harga tertentu pada setiap
titik dalam ruang. Properti +luida terdiri dari density 3 ρ 4, ke(epatan 3 ∇ 4,
tekanan 3p4 dan temperatur 3T4.
". Aliran
-
8/18/2019 Laporan Resmi Reynold Apparatus
4/8
;ambar . Aliran In!is(id
. 7oundary 1ayer
7oundary 1ayer 3714 adalah lapisan tipis di dekat dinding padat yang
memisahkan daerah di dalam 71 dimana tegangan geser sangat berpengaruh
3aliran !is(ous4 dan daerah di luar 71 dimana tidak ada pengaruh tegangan geser
3aliran in!is(id4.
;ambar :. 7oundary 1ayer
:. Aliran 1aminar dan Turbulen
. Aliran 1aminar adalah aliran dimana struktur aliran dibentuk oleh partikel&partikel +luida yang bergerak se(ara berlapis&lapis, dimana setiap
lapisan bergerak diatas lapisan lainnya
;ambar $. Aliran 1aminar
". Aliran Turbulent adalah aliran dimana partikel&partikel +luida bergerak
se(ara ber(ampur aduk 3mi>ing4 dan a(ak, setiap partikel menumbuk
partikel lainnya sehingga ter*adi pertukaran energi
-
8/18/2019 Laporan Resmi Reynold Apparatus
5/8
;ambar ?. Aliran Turbulen
$. Aliran 0ompresibel dan Non&0ompresibel
Aliran inkompresibel merupakan aliran dimana densitas +luida yang
mengalir dapat diabaikan 3 ρ = #4
Aliran 0ompresibel merupakan aliran dimana densitas +luuida yangmengalir tidak dapat diabaikan 3 ρ @ #4
Aliran internal merupakan aliran di mana +luida yang mengalir dilingkupi
se(ara penuh oleh suatu batas padat, seperti air dalam pipa.
Aliran eksternal yaitu aliran dimana +luidanya melingkupi suatu benda
padat, seperti aliran sungai dan mobil yang bergerak.
?. Aliran Internal dan 8ksternal
Aliran internal merupakan aliran di mana +luida yang mengalir dilingkupi
se(ara penuh oleh suatu batas padat, seperti air dalam pipa.
Aliran eksternal yaitu aliran dimana +luidanya melingkupi suatu benda
padat, seperti aliran sungai dan mobil yang bergerak.
. Penurunan Rumus Reynold Number
Untuk mengetahui pola aliran dengan menggunakan Reynold Number .
Reynold Number 3Re4 adalah bilangan tidak berdimensi.
ℜ= ρ∇ L
μ
μ = !iskositas dinamis/absolut 3g/(m.s = kg/m.s = poise4
v = !iskositas kinematis 3(m"/s = (m"/s = stoke4
v= μ
ρ =kg
m.s ×
m3
kg =m
2
s
ℜ=∇ L
v ¿m
s ×m×
s
m2 = #..3".4
B. Fluid As )ontinuum
-
8/18/2019 Laporan Resmi Reynold Apparatus
6/8
a. Pengertian +luids as (ontinuum
0onsep (ontinuum adalah dasar dari mekanika +luida. Asumsi kontinuum
ini berlaku dalam perlakuan diba-ah kondisi normal. Asumsi ini tidak berlaku
ketika *alur yang bebas dari molekul&molekul men*adi urutan yang sama
besarnya sebagai dimensi karakteristik terke(il yang signi+ikan dari sebuah
masalah. 2al ini ter*adi khusus pada masalah seperti aliran gas langka
3misalnya, seperti ditemui di aliran gas udara ke atmos+er4. Sebagai
konsekuensi dari asumsi kontinum, masing&masing properti +luida diasumsikan
memiliki nilai de+init di setiap titik dalam ruang. Sehingga si+at (airan +luida
seperti kepadatan, suhu, ke(epatan, dan sebagainya dianggap +ungsi kontinu
posisi dan -aktu.
0enyataannya 'at 3Fluida4 terdiri dari molekul&molekul yang bergerak.
Aplikasinya hanya tertarik pada e+ek rata&rata dari se*umlah molekul
CMA0RS0PI0D Anggapan bah-a Fluida sebagai satu kesatuanMakroskopik artinya Fluida sebagai C)NTINUUMD. 0onsekuensinya
C7ah-a setiap property Fluida diasumsikan mempunyai harga tertentu pada
setiap titik dalam ruangD. Maka +luida sebagai kontinuum artinya Setiap
property +luida 3E4 merupakan +ungsi dari 085U5U0AN/PSISI dan
A0TU.
;ambar . 5ensitas
b. 5iagram Fluids as )ontinuum
;ambar B. 5iagram Fluids as )ontinuum
(. Pen*elasan masing&masing poin dari diagram tersebut
Untuk menentukan ρc harus ditentukan seberapa besar ! minimumᵟ
!Gᵟ
....3"."4
-
8/18/2019 Laporan Resmi Reynold Apparatus
7/8
3$L4
5engan (ara yang sama dapat ditentukan ρ di setiap titik maka
diperoleh distribusi ρ sebagai +ungsi posisi H -aktu 6
ρ= ρ ( x , y , z ,t )
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
a4 Alat dan 7ahanair transparan
b4 pipa pemasukan air
(4 pembuangan kelebihan air untuk mempertahankan tinggi muka air
d4 pipa transparan berdiameter "$mm
e4 kran pengatur aliran air
+4 tangki 'at pe-arna
g4 pengatur aliran 'at pe-arna24 no'el 'at pe-arna
." 1angkah&per(obaan
4 debit air diatur dengan mengatur valve pada flow meter hingga debit air
men*adi # liter/*am
"4 valve tabung tinta -arna merah dibuka
4 pola aliran yang ter*adi diamati
:4 hasil pengamatan di(atat pada lembar pengamatan yang tersedia
$4 langkah&langkah sebelumnya diulangi dengan !ariasi debit air yang
berbeda?4 0enaikan debit pada per(obaan ini adalah #liter/*am hingga men(apai
debit "$#liter/*am
. Flowcart Per(obaan
Selesai
7A7 I
-
8/18/2019 Laporan Resmi Reynold Apparatus
8/8
ANA1ISA 5ATA 5AN P8M7A2ASAN
:. 2asil Per(obaan
No 5ebit Pengamatan
31/*am4