5.1.1 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengamati jenis aliran laminar, transisi dan turbulen.
5.1.2 Latar Belakang
Fluida dapat mengalir dalam pipa atau dengan beberapa cara tergantung gaya yang mempengaruhinya. Reynolds number adalah bilangan yang digunakan untuk mengidentifikasi jenis aliran yang terjadi dalam media transportasi fluida seperti pipa saluran dan sebagainya. Secara umum, mekanika fluida merupakan bagian yang terpenting dalam unit operasi teknik, jenis aliran yang terjadi pada mekanika fluida, dalam hal ini sebagai suatu media transportasi fluida, digunakanlah Reynolds number untuk mengidentifikasikan jenis aliran tersebut.
V-2
Aplikasi Reynolds number dalam industri untuk aliran yang bersifat laminar terbatas pada fluida yang sangat kental pada kecepatan rendah seperti mesin pelumas dan memperkecil gesekan pada suatu alat. Untuk aliran turbulen terjadi dalam proses mixing antara lain dalam pencampuran bahan bakar udara dalam silinder motor dan dalam pencampuran zat warna pada larutan. Kemudian untuk transisi contohnya adalah pompa dan turbin.
5.2 DASAR TEORI
Fluida adalah suatu zat yang secara permanen tidak akan mengalami distorsi. Sebuah percobaan untuk mengubah bentuk massa dari fluida yang dihasilkan pada layer dari fluida yang saling menyelip antara satu dengan yang lain sampai bentuk baru tercapai. Selama pergantian bentuk, terjadi tegangan geser, yang besarnya tergantung pada viskositas fluida, namun ketika bentuk akhir sudah tercapai, semua tegangan geser akan menghilang. Jadi, fluida dalam kesetimbangan akan bebas dari tegangan geser (McCabe,1993).
Kinematika merupakan gambaran kuantitatif dari pergerakan fluida atau deformasi. Laju dari deformasi berdasarkan pada distribusi dan kecepatan dalam fluida. Kecepatan fluida (v) merupakan kuantitas vector, dengan komponen katersian vx, vy, dan vz. vector kecepatan merupakan
fungsi yang mengenai posisi dan waktu. Sebuah aliran tunak adalah salah satu dari kecepatan yang bebas dari waktu, jika pada aliran tak tunak, v akan bervariasi terhadap waktu (Perry, 1997).
Rasio antara viskositas absolut dan densitas fluida μ/ρ , biasanya sangat berguna. Sifat ini disebut viskositas kinematik dan ditandai dengan lambang ʋ. Untuk membedakan μ dan ʋ,
maka μ dinamakan viskositas dinamik. Dalam satuan SI, satuan ʋ adalah m2/s. Dalam cgs, viskositas kinematik disebut stoke (st),
yang didefinisikan ialah 1 cm2/s, satuannya adalah fps (square
feet per second ), faktor konversinya adalah : 1 m2/s = 104 st = 10,7639 ft2/s
... (5.1)
Untuk cairan, kinematika viskositas akan bervariasi dengan waktu terhadap suatu jarak yang sempit daripada viskositas absout. Untuk gas, pada kinematika viskositas meningkat dengan cepat dengan temperatur daripada viskositas pada absolutnya.
Pada temperatur dan tekanan yang diberikan, sebuah fluida memiliki densitas yang tertentu, yang mana dalam prakteknya biasanya diukur dalam kilogram per meter kubik atau pon per feet kubik. Meskipun densitas dari semua fluida berdasarkan pada temperatur dan tekanan, variasi dari densitas dengan perubahan dalam variable ini dapat kecil ataupun besar. Jika perubahan densitas hanya sedikit dengan perubahan pada temperatur dan tekanan, maka fluida itu disebut incompressible, jika perubahan densitas sangat berpengaruh, maka fluida itu disebut compressible. Umumnya, cairan dapat digolongkan menjadi incompressible dan gas digolongkan menjadi compressible (McCabe,1993).
V-4
gelas tabung. Pada beberapa kecepatan fluida, Reynolds menemukan bahwa aliran suntikan bergerak dalam sebuah garis lurus seperti pada gambar 5.1. kejadian ini akan terjadi pada keseluruhan luas area dari tabung untuk keseluruhan laju alir.
Gambar 5.1 Percobaan Reynolds – Aliran Garis Lurus
Reynolds juga menemukan bahwa kecepatan aliran akan sama untuksetiap pemberian jarak jari-jari dari tengah tabung atau dinding. Oleh karena itu, beberap titik pada bagian tertentu tabung akan memiliki kecepatan dengan nilai yang sama, selanjutnya Reynolds menemukan bahwa kecepatan maksimum fluida terjadi pada bagian tengah tabung dan akan menurun sebagaimana jari-jari mendekati jari-jari dinding tabung (Griskey,2002).
Bilangan Reynolds adalah suatu rasio dan oleh sebab itu tidak berdimensi. Jika Re < 2000, maka alirannya laminar. Jika Re > 1x105, maka alirannya turbulen. Suatu aliran turbulen biasanya
disukai untuk produk-produk dalam kontrol proses karena dapat memundahkan pengukuran aliran volumetrik. Namun, aliran turbulen menaikkan rugi energi akibat gesekan dan dapat mengakibatkan keadaan aus sebelum waktunya. Kavitasi (pembentukkan dan pecahnya gelembung uap) terjadi pada aliran cairan turbulen dan dapat mengakibatkan pelubangan pada permukaan-permukaan katup. Karena itu, aliran laminar ditentukan untuk sistem hidrolik dan pneumatik. Ini menghasilkan kecepatan aliran yang diharapkan, sebesar kira-kira 5 m/s2 (Pair, 2003).
bergerak melewati saluran tertutup untuk setiap luasan, salah satu dari dua tipe aliran dapat diamati berdasarkan kondisi yang terjadi. Kedua tipe ini pada umumnya dapat dilihat ada aliran terbuka atau sungai. Jika kecepatan aliran lambat, pola aliran akan halus. Akan tetapi, jika kecepatan cukup tinggi, pola yang tidak stabil akan diamati pada partikel dari fluida akan berpengaruh ke segala arah dan ke segala sudut terhadap garis normal aliran. Tipe aliran pertama pada kecepatan rendah dimana lapisan fluida meluncur satu demi satu tanpa adanya golakan atau putaran yang terjadi merupakan aliran laminar dan hukum Newton untuk viskositas akan terjadi. Tipe aliran kedua pada kecepatan tinggi dimana golakan terjadi sehingga fluida membentuk putaran-putaran alami. Tipe ini disebut aliran turbulen.
V-6
akan terdispersi dan polanya menjadi tidak teratur. Jenis aliran ini dikenal dengan aliran turbulen, seperti pada Gambar 5.2 (b) (Geankoplis, 1993).
Gambar 5.2 Eksperimen Reynolds untuk Tipe-Tipe Aliran Persamaan dibawah ini adalah untuk aliran laminar yang digunakan untuk Reynolds number sampai 2000 (Brown, 1950):
f =64
Re ...
...(5.2)
berkembang dan distribusi kecepatan melewati diameter dari pipa akan sama.
Aliran fluida, compressible dan incompressible dapat diklasifikasikan dengan perbandingan dari gaya inersia terhadap gaya viskositas. Perbandigan ini merupakan Reynolds number (NRe). Pada Reynolds number yang rendah, aliran dapat disebut aliran laminar, dan pada Reynolds number yang tinggi, dapat dikatakan aliran tersebut adalah aliran turbulen. Batas dari tipe-tipe aliran adalah aliran yang tidak inersia, kadang aliran ini disebut aliran stokes, dan lairan tidak viskos yang terjadi pada bilangan Reynolds yang besar. Reynolds number yang tidak berdimensi untuk aliran dalam pipa adalah sebagai berikut:
NR e=
D v ρ
µ
...(5.3) Dimana,
NRe = Bilangan Reynolds D = diameter (m, cm, ft)
ρ = densitas fluida (kg/m3, g/cm3, lbm/ft3)
µ = viskositas (Pa.s , g/cm.s , lbm/ft.s)
v = velocity atau kecepatan rata-rata dari fluida (m/s , cm/s , ft/s)
Dalam pergerakan fluida dimana gaya gesek berinteraksi dengan gaya inersia, maka perlu diketahui perbandingan antara viskositas terhadap densitas (Perry, 1997).
Sejauh ini, peristiwa transisi telah dinyatakan lewat
V-8
Tabel 5.1 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Bilangan Reynolds pada Transisi dan Laminar Sampai Turbulen (Welty, 2004).
Faktor Pengaruh
Gradien Tekanan Gradien tekanan yang diharapkan
memperlambat transisi, gradient tekanan yang tidak diharapkan mempercepatnya Kelengkungan
Dinding
Kelengkunagan konveks akan menaikkan Re transisi dan kelengkungan konkaf akan menurunkan Re transisi
Turbulensi arus bebas
Turbulensi arus bebas akan menurunkan bilangan Reynolds transisi tidak ada efek dalam pipa, menurunkan transisi dalam aliran eksternal
5.3 METODOLOGI PERCOBAAN
5.3.1 Alat dan Deskripsi Alat
Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah :
- Tandon
- Rangkaian alat percobaan Osborne Reynolds (F1-20)
V-10
Gambar 5.3 Rangkaian Alat Percobaan Osborne Reynolds
5.3.2 Bahan
Bahan – bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah:
- Tinta biru
- Air
5.3.3 Prosedur Percobaan 5.3.3.1 Persiapan Alat
1. Rangkaian alat Reynolds number dirangkai seperti pada Gambar 5.3, kemudian pipa pemasukan dihubungkan dengan kran dari tandon.
2. Pompa dinyalakan dan kran pada tandon dibuka dengan bukaan 1, 2 dan 3. Tangki dibiarkan terisi penuh dengan air hingga overflow, dilakukan pengecekan terhadap pipa pengamatan pada test section apakah sudah terisi penuh dengan baik tanpa adanya gelembung udara.
3. Flow control valve dan kran tandon dibuka sehingga dihasilkan overflow, kemudian kran pengontrol diatur sampai aliran zat warna terlihat jelas.
5.3.3.2 Pengambilan Data
1. Kran dibuka pada bukaan 1, kemudian flow control valve dibuka pada sudut putar 15o, 30o, 45o dan 60o kemudian aliran zat warna diamati pada pipa test-section.
3. Langkah 1-2 diulangi dengan bukaan 2 dan 3 serta flow control valve dibuka sesuai sudut putar yang ditentukan dan aliran zat warna diamati pada pipa test-section.
4. Suhu air yang tertampung diukur dengan termometer.
5. Data yang didapat dari pengamatan dan pengukuran dicatat pada tabel pengamatan.
V-12
5.4 HASIL DAN PEMBAHASAN
5.4.1 Data Pengamatan
Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut:
T : 28oC
Viskositas kinematika : 8.36 x 10-7 m2/s
Tabel 5.2 Hasil Pengamatan pada Bukaan 1
60o 250 252 250 254,0
0 2,5 x 10
-4 5 5 5 5 Turbulen
V-14
Tabel 5.3 Hasil Pengamatan pada Bukaan 2
Sudut Tabel 5.4 Hasil Pengamatan pada Bukaan 3
Sudut Putar Kran
Volume Tertampung Waktu Penampungan
(s) Visualisasi
10-4
9 225 2525,7195 0,1068 30o 1,24 x
45 900 4288,7422 9,7508 45o 1,97 x
10-4 5
3,9333 x 10-5
0,500 6122,3274 Turbulen Turbulen
275504,73
40 2025 6051,7650 1,1660 60o 2,5 x 10
-4
5 5,0000 x 10-5
0,647 7907,1415 Turbulen Turbulen
474428,49
11 3600 7314,7878 1,1818
V
II
-1
0
V-16 Nilai – nilai yang diperoleh:
a = 117,5349
0,233 2853,6271 Laminar Transisi
142804,40
78 225 3133,801 8,940
30o 1,80 x 10-4 5
2,6000 x 10-5
0,458 5603,4861 Transisi Turbulen
168104,58
35 900 4954,934 13,089 45o 2,03 x
10-4 5
4,0600 x 10-5
0,5169 6319,4871 Turbulen Turbulen
60o 2,79 x 10-4
5 5,5800 x 10-5
0,710 8605,4934 Turbulen Turbulen
521124,20 Nilai – nilai yang diperoleh:
a = 121,409
5 225 3932,957 14,512
V
II
-1
0
V-18
09 900 5499,718 14,713 45o 2,03 x
Nilai – nilai yang diperoleh: a = 104,460
b = 2365,916 y = 2470,376
5.4.3 Pembahasan
Reynolds number adalah bilangan yang digunakan untuk mengidentifikasi jenis aliran yang terjadi dalam media transportasi fluida seperti pipa saluran dan sebagainya. Percobaaan ini bertujuan untuk mengamati jenis aliran laminar, transisi dan turbulen pada fluida yang mengalir. Pada aliran laminar ditandai dengan kecepatan aliran fluida yang lambat serta membentuk pola aliran garis lurus yang dibentuk oleh zat warna dalam air. Pola aliran transisi merupakan perpaduan antara aliran laminar dan turbulen, dimana pada saat dilakukan pengamatan mula-mula pola alirannya tampak bergolak tak beraturan dan menyatu dengan air. Pola aliran turbulen ditandai dengan aliran zat warna bergerak sangat cepat dan membentuk pola tidak stabil dan pusaran-pusaran yang dibentuk oleh sekelompok kecil partikel fluida yang bergerak ke setiap sudut pada garis normalnya sehingga pada saat pengamatan melalui test section, zat warna terlihat menyatu dengan air.
Pengamatan jenis aliran dilakukan dengan variasi bukaan 1, 2 dan 3 serta sudut putar 15o, 30o, 45o dan 60o. Variasi-variasi
V-20
kesetimbangan antara gaya angkat ke atas dengan gaya berat ke bawah dalam campuran fluida tersebut. Jika fluida sampai ke pipa overflow maka aliran zat warna pada test section tidak dapat terbaca, selain itu fluida yang mengalir ke pipa pengeluaran akan berkurang sehingga akan mempengaruhi perhitungan volume. Dari hasil pengamatan, diketahui bahwa bukaan flow control valve mempengaruhi flowrate. Pada saat flow control dibuka dengan sudut putar yang kecil maka flowrate yang dihasilkan akan kecil juga, sehingga alirannya laminar dengan kecepatan yang lambat. Akibatnya volume fluida yang tertampung dalam selang waktu tertentu pun relatif sedikit. Sebaliknya jika flow control valve dibuka dengan sudut putar yang besar, maka flowrate yang dihasilkan juga besar dan volume fluida yang tertampung juga relatif lebih banyak.
Gambar 5.4 menujukkan grafik hubungan antara Reynolds number terhadap sudut putar pada bukaan 1:
Berdasarkan gambar 5.4 didapatkan hasil pengamatan pada bukaan 1 untuk sudut putar 15o, 30o, 45o dan 60o dengan nilai
Reynolds number secara berturut-turut adalah 2780,98941, 3780,55615, 6122,32740 dan 7907,14152. Dari hasil pengamatan diperoleh jenis aliran pada sudut putar 15o
terbentuk aliran laminar, sudut putar 30o adalah transisi serta
sudut putar 45o dan 60o adalah turbulen. Hasil pengamatan dan
perhitungan menunjukkan ketidaksesuaian karena pada hasil perhitungan hanya terdapat 2 jenis aliran yaitu aliran transisi yang terbentuk pada sudut putar 15o dan 30o dan aliran turbulen
pada sudut putar 45o dan 60o
. Hal tersebut terjadi karena bukaan
kran atau sudut putar yang kurang akurat. Selain itu, terjadi karena jarum pengeluaran tinta yang tidak tepat berada di bell mouth entry, sehingga tinta yang keluar terlebih dahulu mengalami adhesi dengan air dan ketika masuk pada pipa test section terlihat bahwa pergerakan zat warna bergerak acak.
Gambar 5.4 menunjukkan bahwa semakin besar sudut putar maka nilai Reynolds numbernya juga semakin besar, sehingga aliran lebih turbulen. Dari hasil perhitungan didapatkan nilai flowrate dan velocity berbanding lurus dengan sudut putar pada flow control valve, maka flowrate dan velocity akan semakin besar pula. Jika kecepatan aliran semakin besar maka aliran akan cenderung turbulen, karena nilai Reynolds number yang didapat semakin besar. Sehingga dapat dikatakan bahwa kecepatan berbanding lurus dengan Reynolds number.
V-22 Terhadap Sudut Putar Kran (X) pada Bukaan 1
Berdasarkan gambar 5.5 dapat dilihat bahwa hubungan nilai Reynolds number dengan sudut putar berbanding lurus. Nilai Reynolds number persamaan diperoleh dari analisis dimensi dengan metode Least Square didapatkan nilai a= 117,5349 dan b= 726,6967 sehingga diperoleh y= 117,5349x+726,6967 dengan nilai Reynolds number percobaan untuk sudut putar 15o,
30o, 45o dan 60o secara berturut-turut adalah 2780,9894,
3870,5561, 6122,2374 dan 7907,1415. Sedangkan Reynolds number persamaan untuk sudut putar 15o, 30o, 45o dan 60o
secara berturut-turut adalah 2525,7195, 4288,7422, 6501,7650 dan 7814,7878.
Kesalahan relatif biasanya disebabkan oleh adanya pengaruh gesekan antara dinding pipa sehingga energi yang dihasilkan lebih besar dan menyebabkan friction factor menjadi besar. Nilai kesalahan relatif pada bukaan 1 berturut-turut adalah 10,1068%; 9,7508%; 1,1660% dan 1,1818%. Kesalahan relatif yang paling besar pada sudut putar 15o yaitu 10,1068% terjadi karena pengaruh suhu oleh gaya friksi, dimana suhu yang mengakibatkan perbedaan nilai viskositas kinematika fluida. Sedangkan hubungan kesalahan relatif yang besar dengan velocity yang rendah adalah karena pengaruh dari rendahnya flowrate yang disebabkan oleh adanya kekeliruan dalam pengambilan data volume yang tertampung.
Gambar 5.6 menunjukkan grafik hubungan antara Reynolds number terhadap sudut putar pada bukaan 2:
10 20 30 40 50 60 70
V-24
5603,4861, 6319,4871 dan 8605,4034. Dari hasil pengamatan diperoleh jenis aliran pada sudut putar 15o terbentuk aliran
laminar, sudut putar 30o adalah transisi serta sudut putar45o dan
60o adalah turbulen. Hasil pengamatan dan perhitungan
menunjukkan ketidaksesuaian karena pada hasil perhitungan hanya terdapat 2 jenis aliran yaitu aliran transisi yang terbentuk pada sudut putar 15o dan aliran turbulen pada sudut putar 30o,
45o dan 60o
. Hal tersebut terjadi karena bukaan kran atau sudut
putar yang kurang akurat. Selain itu, terjadi karena jarum pengeluaran tinta yang tidak tepat berada di bell mouth entry, sehingga tinta yang keluar terlebih dahulu mengalami adhesi dengan air dan ketika masuk pada pipa test section terlihat bahwa pergerakan zat warna bergerak acak.
Gambar 5.6 menunjukkan bahwa semakin besar sudut putar maka nilai Reynolds numbernya juga semakin besar, sehingga aliran lebih turbulen. Dari hasil perhitungan didapatkan nilai flowrate dan velocity berbanding lurus dengan sudut putar pada flow control valve, maka flowrate dan velocity akan semakin besar pula. Jika kecepatan aliran semakin besar maka aliran akan cenderung turbulen, karena nilai Nre yang didapat semakin besar. Sehingga dapat dikatakan bahwa kecepatan berbanding lurus dengan reynold number.
10 20 30 40 50 60 70 Terhadap Sudut Putar Kran (X) pada Bukaan 2
Berdasarkan gambar 5.7 dapat dilihat bahwa hubungan nilai reynold number dengan sudut putar berbanding lurus. Nilai Reynolds number persamaan diperoleh dari analisis dimensi dengan metode Least Square didapatkan nilai a= 121,4090 dan b= 1312,6691 sehingga diperoleh y= 121,4090x+1312,6691 dengan nilai Reynolds number percobaan untuk sudut putar 15o,
30o, 45o dan 60o secara berturut-turut adalah 3133,8011,
4954,9342, 6776,0674 dan 8597,2000. Sedangkan Reynolds number persamaan untuk sudut putar 15o, 30o, 45o dan 60o
secara berturut-turut adalah 2853,62718, 5603,486115, 6319,48711 dan 8605,40347.
V-26
gesekan antara dinding pipa sehingga energi yang dihasilkan lebih besar dan menyebabkan friction factor menjadi besar. Nilai kesalahan relatif pada bukaan 2 berturut-turut adalah 8,940%; 13,089%; 6,738% dan 1,026%. Kesalahan relatif yang paling besar pada sudut putar 30o yaitu 13,089% terjadi karena pengaruh suhu oleh gaya friksi, dimana suhu yang mengakibatkan perbedaan nilai viskositas kinematika fluida. Sedangkan hubungan kesalahan relatif yang besar dengan velocity yang rendah adalah karena pengaruh dari rendahnya flowrate yang disebabkan oleh adanya kekeliruan dalam pengambilan data volume yang tertampung.
Gambar 5.8 menunjukkan grafik hubungan antara Reynolds number terhadap sudut putar pada bukaan 3:
10 20 30 40 50 60 70
0.000 1000.000 2000.000 3000.000 4000.000 5000.000 6000.000 7000.000 8000.000 9000.000
Sudut (o)
N
il
ai
R
Gambar 5.8 Grafik Hubungan Antara Reynolds Number Percobaan (Y) Terhadap Sudut Putar Kran (X) pada Bukaan 3
Berdasarkan gambar 5.8 didapatkan hasil pengamatan pada bukaan 3 untuk sudut putar 15o, 30o, 45o dan 60o dengan nilai
Reynolds number secara berturut-turut adalah 3362,0922, 6309,1100, 7160,0100 dan 8301,4611. Dari hasil pengamatan diperoleh jenis aliran pada sudut putar 15o terbentuk aliran
laminar, sudut putar 30o adalah transisi serta sudut putar45o dan
60o adalah turbulen. Hasil pengamatan dan perhitungan
menunjukkan ketidaksesuaian karena pada hasil perhitungan hanya terdapat 2 jenis aliran yaitu aliran transisi yang terbentuk pada sudut putar 15o dan aliran turbulen pada sudut putar 30o,
45o dan 60o
. Hal tersebut terjadi karena bukaan kran atau sudut
putar yang kurang akurat. Selain itu, terjadi karena jarum pengeluaran tinta yang tidak tepat berada di bell mouth entry, sehingga tinta yang keluar terlebih dahulu mengalami adhesi dengan air dan ketika masuk pada pipa test section terlihat bahwa pergerakan zat warna bergerak acak.
V-28
Gambar 5.9 menunjukkan grafik percobaan hubungan antara Reynolds number persamaan dan Reynolds number percobaan terhadap sudut putar pada flow control valve:
10 20 30 40 50 60 70 Terhadap Sudut Putar Kran (X) pada Bukaan 3
Berdasarkan gambar 5.9 dapat dilihat bahwa hubungan nilai reynold number dengan sudut putar berbanding lurus. Nilai Reynolds number persamaan diperoleh dari analisis dimensi dengan metode Least Square didapatkan nilai a= 104,460 dan b= 2365,957 sehingga diperoleh y= 104,460x+2365,957 dengan nilai Reynolds number percobaan untuk sudut putar 15o, 30o, 45o
dan 60o secara berturut-turut adalah 3932,957, 5494,718,
7066,619 dan 8633,290. Sedangkan Reynolds number persamaan untuk sudut putar 15o, 30o, 45o dan 60o secara
berturut-turut adalah 3362,092, 6309,1110, 7160,010 dan 8301,461.
ada yang berada dibawah garis NRe persamaan, hal ini menunjukkan kesalahan relatif yang berfungsi sebagai pembanding antara nilai pada saat percobaan dengan teorinya. Kesalahan relatif biasanya disebabkan oleh adanya pengaruh gesekan antara dinding pipa sehingga energi yang dihasilkan lebih besar dan menyebabkan friction factor menjadi besar. Nilai kesalahan relatif pada bukaan 2 berturut-turut adalah 8,940%; 13,089%; 6,738% dan 1,026%. Kesalahan relatif yang paling besar pada sudut putar 30o yaitu 13,089% terjadi karena pengaruh suhu oleh gaya friksi, dimana suhu yang mengakibatkan perbedaan nilai viskositas kinematika fluida. Sedangkan hubungan kesalahan relatif yang besar dengan velocity yang rendah adalah karena pengaruh dari rendahnya flowrate yang disebabkan oleh adanya kekeliruan dalam pengambilan data volume yang tertampung.
Gambar 5.10 menunjukkan grafik hubungan antara bukaan inlet terhadap Reynolds number:
0 1 2 3
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
15 30 45 60
V-30
Berdasarkan gambar 5.10 dapat dilihat bahwa semakin besar bukaan inlet, maka semakin besar pula Reynolds numbernya. Selain itu, ada juga pengaruh dari sudut putar flow control valve. Semakin besar sudut putar flow control valve maka akan semakin besar pula Reynolds numbernya. Pada sudut putar 15o
dengan jenis aliran transisi nilai Nre yaitu berkisar dari 2780,989 hingga 3362,092. Sudut putar 30o nilai Nre berkisar dari
3870,55615 hingga 6309,110, jenis alirannya adalah transisi hingga turbulen. Sudut putar 45o nilai Nrenya berkisar dari
6122,3224 hingga 7160,010, alirannya adalah turbulen. Sedangkan pada sudut putar 60o nilai Nrenya berkisar dari
7907,1415 hingga 8301,461 dengan jenis aliran turbulen. Faktor-faktor yang mempengaruhi Reynolds number adalah diameter pipa, viskositas, kinematik, densitas dan velocity. Dimana hal tersebut dapat dilihat pada persamaan :
ℜ=Dρv
μ ...
(5.4)
5.5 PENUTUP 5.5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah : 1. Pada bukaan 1, sudut 15o, 30o, 45o dan 60o secara
berturut-turut membentuk aliran laminar, transisi, turbulen dan turbulen. Reynolds number yang didapat secara berturut-turut sebesar 2780,0989; 3870,5561; 6122,3274 dan 7907,1415.
V-32
3. Pada bukaan 3, sudut 15o, 30o, 45o dan 60o secara berturut-turut membentuk aliran laminar, transisi, turbulen dan turbulen. Reynolds number yang didapat secara berturut-turut sebesar 3362,0922; 6309,1100; 7160,0100 dan 7746,030.
4. Faktor-faktor yang mempengaruhi pola aliran fluida adalah adalah diameter pipa, viskositas, kinematik, densitas dan velocity.
5. Semakin besar sudut putar pada flow control valve, flowrate akan membesar, sehingga nilai Reynolds number juga semakin membesar.
5.5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
Brown, G.G. 1950. Unit Operation. John Willey and Sons. New York.
Geankoplis, C.J. 1993. Transport Processes and Unit Operation 3rd
Edition. Prentice-Hall International, Inc. New York.
Griskey, R.G.2002. Transport Phenomena and Unit Operation : A Combined Approach. John Willey and Sons, Inc. New York. McCabe, W.L, J.C. Smith, dan Peter Harriot. 1993. Unit Operation
of Chemical Engineering 5th Edition. McGraw-Hill
International, Inc. New York.
Pair, Andrew. 2003. Hidrolika dan Pneumatika. Erlangga. Jakarta. Perry, R.H. 1997. Perry’s Chemical Engineer’s Handbook 7th
Edition. McGraw-Hill International, Inc. New York.
V-34
DAFTAR NOTASI
d = Diameter pipa (m)
A = Luas permukaan pipa (m2)
ʋ = Kinematic viscosity air pada 28oC (8,36. 10ˉ7m2/s) V = Volume (m3)
![LAPORAN AKHIR AMBANG KEL. 3 SHIFT 2[2]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)