tmekflud eka

7/21/2019 Tmekflud Eka

http://slidepdf.com/reader/full/tmekflud-eka 1/4

Contoh 6.9. Ulangi contoh 6.6 menggunakan Fig. 6.14. Pada gambar ini udara

diubah menjadi 68oF, dimana bisa ketahui dari densitas yang ditentukan pada 0,0!

lbm"#t$, sementara pada permasalahan kita suhunya adalah 40oF dan densitasnya

0,080 lbm"#t$. %ita juga tahu bah&a 'iskositasnya tidak sepenuhnya cocok. (api

perbedaan itu bisa kita abaikan dengan menggunakan gambar 6.14. kita tahu bah&a

laju alir )!00 #t$" min*, tekanan jatuhnya )0,1 psi*, dan panjang pipa )800 #t*. kita

harus mengkon'ersi tekanan jatuh dan tekanan jatuh per panjang unit, dimana bisa

dikerjangan dengan

+ 6.-

+ 6.-+

/al ini memberikan titik masuk yang sama pada absisnya. engan melihat interseksi

ini pada tekanan gradien dan !00 c#m, kita bisa mengetahui bah&a diameter pipa

yang dibutuhkan adalah sekitar 8, in dan kecepatannya sekitar 1$!0 #t " min #t "

s. Pendekatan yang sama dengan contoh 6.! )8.0 in, $,! #t " s* menunjukkan bah&a

gambar 6.14 dibuat dengan menggunakan plot #riksi standar. Perbedaan yang kecil

antara densitas dan 'iskositas udara pada 0o

F dan 40o

F adalah kemungkinan yang

disebabkan perbedaan yang ditunjukkan.

2ra#ik yang akurat seperti gambar 6.1$ dan 6.14 dan 3ampiran -.$ banyak

digunakan pada industri untuk perhitungan rutin, bahkan di era komputer. aat

teknisi lulus dari uni'ersitas dan masuk ke perusahaan industri, mereka menemukan

kolega mereka dalam jumlah yang sangat banyak. angat berman#aat bagi

engineer muda untuk mengetahui sumber5sumbernya. (idak hanya mereka akanmenemukan metode yang tepat, tapi mereka juga akan bisa melihat lebih jelas

batasan dari metode kon'ensional tersebut. 3alu mereka bisa menggunakan metode

itu untuk pekerjaan rutin yang lebih rumit, dan menyimpan usaha kreati# mereka

untuk bagian non rutin untuk menguji bakat dan pendidikan mereka.



Gambar 6.14

Friksi dari udara pada saluran lurus pada laju alir 'olumetrik pada 10 sampai 000 #t $

" min )0 sampai $000 m$ " h*. erdasarkan udara standar pada densitas 0,0! lb"#t$

)1, kg"m$*, mengalir melalui saluran logam lapisan seng yang seimbang, bersih dan

bundar dengan 40 sambungan per 100 #t )$0 m*. 7angan melakukan ekstrapolasi

diba&ah gra#ik. )i print ulang dari 1972 ASHRAE Handbook-Fundamentals,

dengan ijin tertera*.

6.8 PEMBESARAN DAN KONTRAKSI

Gambar 6.15

agian pertama dari chapter ini diabdikan untuk aliran tetap dari #ulida pada

bagian dari pipa lingkaran, yang mengalir dari jalan masuk pipa. (etapi, pada setiap

contoh pada chapter ini ada tempat dimana aliran masuk dan keluar dari pipa. Pada

contoh 6.1, 6.$, dan 6.4 #luida mengalir dari &aduk ke pipa dan meninggalkan pipa

menuju &aduk kedua. %ehilangan #riksi dihubungkan dengan perpindahan itu, lihat

2ambar 6.1!.

Untuk pembesaran bisa kita hitung e#ek #riksinya menggunakan basis dari

asumsi sederhana perhitungannya didasarkan pada keseimbangan momentum,

ditunjukkan di ec .$. /asil dari perhitungan ini bisa dibuat menjadi

+. 6.!

imana K adalah tetapan konstan, yang disebut koefisien resistan, yang bergantung pada rasio dari diameter dua pipa yang terlibat, dan V adalah besar dari

dua 'iskositas yang terlibat. ata eksperimen menunjukkan hubungan yang baik 9:;.

(idak ada seorangpun yang berhasil menghitung e#ek #riksi dari kontraksi tiba5tiba

tanpa bergantung dari data eksperimen. agaimanapun, seperti ditunjukkan 9:;

bah&a data eksperimen juga ditunjukkan oleh perhitungan yang sama. <ilai

eksperimen K untuk kontraksi ditunjukkan oleh 2ambar 6.16, begitu juga dengan

nilai perhitungan K pada ekspansi mendadak.



ari gambar 6.16 dapat dengan jelas diketahui, semakin besar perubahan

diameternya, maka semakin besar tekanan yang hilang. -lasan dari hilangnya

tekanan yang hilang adalah sebagai berikut=

1. Pada ekspansi mendadak, #luida di lambatkan pada kecepatan yang relati# tinggi

dan energi kinetik tinggi pada pipa kecil ke pipa dengan kecepatan rendah dan energi

kinetik rendah pada pipa besar. Proses ini terjadi tanpa #riksi, dimana energi kinetik

akan diubah ke usaha injeksi dan berakhir dengan peningkatan tekanan. Pada

ekspansi mendadak prosesnya terjadi di campuran #luida dan olakan disekitar

pembesaran. +nergi kinetik dari #luida diubah menjadi energi dalam. 7adi, saat

kecepatan aliran keba&ah menjadi nol, kehilangan #riksi menjadi sama dengan energi

kinetik aliran keatas. /al ini ditunjukkan oleh +>. 6.! dengan K 1, dimana

nilainya adalah nilai pada kecepatan aliran keba&ah nol pada Fig. 6.16 )lihat

pembahasan pada ec. !.!*.

. Pada kontraksi mendadak aliran tidak masuk kedalam pipa sepenuhnya pada arah

aksial. (etapi, masuk aliran itu datang dari semua arah, seperti digambarkan pada

gambar 6.1!. )-liran itu tidak sepenuhnya satu dimensi, tapi dua atau tiga dimensi*.

aat memasuki pipa, aliran mengikuti pola yang ditunjukkan pada gambar 6.1.

Gambar 6.16

Fluidanya membentuk leher"lajuran, yang disebut vena ontrata, saat aliran

masuk menuju tabung. -liran mengalir ke leher itu disebabkan oleh kecepatan radial

ke dalam dari #luida saat masuk kedalam tabung. %arena masuknya secara radial,

#luida melampaui dinding dan mengalir ke leher. 3eher ini dikelilingi oleh #luida

yang menggenang. Pada leher, kecepatannya lebih besar dari kecepatan pada aliranke ba&ah, dimana kecepatannya secara praktek seragam dengan seksi berseberangan

pada pipa. +nergi kinetik ini tidak sepenuhnya kembali seiring dengan peningkatan

tekanan, tetapi mengarah pada hilangnya #riksi yang ditunjukkan pada +>. 6.!

dengan nilai K dari 2ambar. 6.16.

Pembahasan kita pada hilangnya #riksi pada bagian masuk dan bagian

keluar hanya membahas tentang aliran turbulen saja. Pada aliran alminar, e#ek5e#ek



tersebut umumnya dapat diabaikan, karena energi kinetik pada umumnya dapat

diabaikan pada e#ek 'iskositas.

Gambar 6.1

Contoh 6.1! /itung kesalahan yang dibuat pada contoh 6.4 dengan

mengabaikan kehilangan ekspansi dan konstraksi.

ari gambar 6.16 kita bisa melihat bah&a aliran dari tanki menuju pipa

dengan koe#isien K adalah 0,! dan untuk aliran dari pipa menuju tangki 1.0. jadi,

kehilangan #riksi yang disebabkan ekspansi dan kontraksi harusnya 1.0 ? 0.! 1.!

)energi kinetik dari #luida pada pipa*. Pada contoh 6.4 kecepatannya adalah 1$.0 #t "

s jadi, hal ini dapat dikerjakan dengan

+ 6.-F

/al ini ≈ 0,4 persen dari 484 psi yang dihitung pada contoh 6.4. pada

contoh ini pipanya panjang )$000 #t*. jika pipanya pendek, kehilangan kontraksi dan

ekspansi akan sama besarnya, tetapi persentase kesalahan yang diabaikan akan

semakin besar. %ita juga bisa mempertimbangkan peran dari keran menggunakan +>.

6.!. %atup yang tertutup sepenuhnya sama dengan perhitungan diatas, dengan

menganggap K ! ∞ " subtitusikan nilai itu ke +>. 6.-F lalu ke +>. !.!

menunjukkan nilai @0, sehingga menunjukkan hasil pada katup tertutup yang harus

dihasilkan. %atup dengan aliran yang bisa diatur )seperti pada bak cuci pada dapur

dan kamar mandi*, dengan e#ek dari 'ariabel Ks terbuka besar, dan memiliki nilai K

yang kecil, saat katup terbuka akan memiliki nilai K yang tak terhingga, dan dengan penyesuasian yang sesuai akan mengatur nilai dari diantaranya, sehingga bisa

mengatur aliran.

tmekflud eka

Documents