Matakuliah : S0054 / Mekanika Fluida dan Hidrolika Tahun : 2006 Versi :1 Pertemuan 11 Analisa Hidrodinamika dalam Pipa 1 Learning Outcomes Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan mampu : • menjelaskan sifat-sifat dan prinsip dasar analisa pengaliran dalam pipa 2 Outline Materi • • • • Aliran Fluida dalam Pipa Bilangan Reynold Kecepatan Kritis Kehilangan Tekanan 3 • Deskripsi Aliran dalam Pipa Aliran dalam pipa dinyatakan sebagai aliran penuh/tertekan pada saluran tertutup. Untuk debit tertentu Q, aliran dalam pipa dapat dideskripsikan sebagai fungsi dan luas penampang pipa, elevasi pipa, tekanan dalam pipa dan kecepatan aliran dalam pipa 4 Aliran Laminair dan Aliran Turbulen Aliran laminair : • Kecepatan aliran kecil • Bagian-bagian air dalam pipa bergerak dalam lapisan-lapisan paralel Aliran Turbulen : Kecepatan pada saat pengaliran mulai mengalami turbulensi. Kecepatan aliran yang terus membesar maka aliran akan menjadi sinusoidal dan bagian-bagian air akan bercampur satu sama lain 5 Reynolds Number • Reynolds menemukan bahwa transisi dari kondisi laminair ke aliran turbulen pada aliran dalam pipa tidak hanya bergantung pada kecepatan aliran tetapi menyertakan pula diameter pipa dan kekentalan cairan. Rasio ini dikenal dengan Reynolds Number 6 v.D. v.D Re Dimana : Re : bilangan Reynolds V : kecepatan rata-rata aliran dalam pipa D : diameter pipa sisi dalam ρ : rapat massa air µ : kekentalan dinamik υ : kekentalan kinematik 7 Bilangan Reynolds Kritis • Bilangan reynolds kritis dalam pipa berbentuk lingkaran adalah 2000 • Pada nilai ini aliran laminair akan berubah menjadi aliran turbulen • Berdasarkan percobaan perubahan tidak selalu terjadi pada Re = 2000 melainkan bervariasi hingga 2400 8 Tegangan Geser pada Aliran dalam Pipa Untuk aliran laminer 0 v sehingga ( ) y Untuk aliran tur bulen, 0 v sehingga y 9 • Pengaliran Laminair dalam Pipa Lingkaran • Pengaliran Turbulen pada Pipa Lingkaran 10 Pengaliran Laminair dalam Pipa Lingkaran Lv hf 2 gD 64 Re 2 11 Pengaliran Turbulen pada Pipa Lingkaran - Harga λ berbedabeda untuk pipa hidraulik licin maupun kasar Hidraulik licin apabila 8 atau ' 1.7 maka D Re R 1 2 log e 2.51 Hidraulik Kasar apabila 200 atau ' 0.08 maka D Re 1 3.7 D 2 log 12 Formula Empiris Untuk Aliran dalam Pipa - Formula Hazen –0.Williems 63 0.54 v 1.318CHW RH S Dimana : V = kecepatan aliran dalam pipa S = kemiringan garis energi R = hydraulic radius C = koefisien Hazen Williams 13 - Formula Manning 1 2 / 3 1/ 2 v RH S Dimanan: V = kecepatan aliran dalam pipa S = kemiringan garis energi R = hydraulic radius n = koefisien manning 14 Kehilangan Energi : - Akibat pelebaran - Akibat Penyempitan - Akibat belokan 15 Sistem Pipa yang Menghubungkan 2 buah Reservoir Tedapat 3 permasalahan utama : - Menghitung kehilangan energi apabila diketahui debit aliran dan kombinasi sistem pipa (dapat diselesaikan secara langsung) - Menghitung debit aliran apabila diketahui batas tekanan yang diijinkan dan kombinasi sistem pipa ( diselesaikan melalui trial and error) - Menghitung diameter pipa apabila diketahui debit aliran dan total tekanan yang diijinkan (diselesaikan melalui trial and error) 16 Sistem Pipa Bercabang • Masalah aliran dalam pipa ini dapat diselesaikan apabila memenuhi 2 kondisi: - Q masuk = Q keluar - Tekanan pada titik pertemuan (P) merupakan tekanan yang mewakili tekanan dari keseluruhan pipa 17 Kondisi Pengaliran • Kondisi Pengaliran 1 B A T C Q1-Q2-Q3=0 18 • Kondisi Pengaliran 2 A T C Q1 -= Q3 19 A T C B Q1+Q2-Q3=0 20
© Copyright 2024 Paperzz
