2.6 Friction in pipe flow Aldila Pupitaningrum Ifa Kumala RL

Konsep Aliran Fluida Bilangan Reynolds Aliran Laminar Aliran Turbulen Aliran Transisi

Parameter yang berpengaruh dalam aliran : Diameter Pipa (D) Kecepatan (u) Viskositas Fluida (µ) Masa Jenis Fluida ( ) Laju Aliran Massa (ṁ) Aliran Laminar Dalam aliran laminar partikel-partikel zat cair bergerak teratur mengikuti lintasan yang saling sejajar. Aliran laminar mudah terjadi bila kecepatan aliran relatif kecil sedangkan viskositas cairan besar. Secara matematis aliran laminar akan terjadi bila bilangan raynold Re < 2000.

Aliran Turbulen Turbulensi adalah gerak partikel zat cair yang tidak teratur dan sebarang dalam waktu dan ruang. Aliran turbulensi terjadi pada bilangan reynold (Re) > 4000 Dari hasil eksperimen diperoleh bahwa koefisien gesekan untuk pipa silindris merupakan fungsi dari bilangan Reynold (Re). dimana: ρ = massa jenis fluida (kg/m3 ) d = diameter pipa (m) v = kecepatan aliran fluida (m/s) µ = viskositas dinamik fluida (Pa.s)

Aliran Transisi Aliran transisi terjadi ketika aliran memiliki bilangan Reynolds sebesar antara 2300 hingga 4000; aliran ini tidak laminer dan juga tidak turbulen. Nilai dari faktor gesekan Darcy bervariasi dan menimbulkan ketidakpastian yang cukup besar dalam menentukannya.

Akibar gesekan, penggunaan energi dan tekanan menjadi hilang atau mengalami dissipasi saat fluida mengalir melalui pipa. Faktor-faktor ini dapat menyebabkan tidakefisiensian yang signifikan pada PLTA (Bab 8), pada konversi energi panas laut, dan pada semua aplikasi transfer panas oleh aliran massa.

Karakteristik Aliran Di Dalam Saluran/Pipa  Aliran di dalam suatu saluran selalu disertai dengan friksi  Aliran bergerak dengan kecepatan rata-rata (u) melalui pipa dengan panjang L dan diameter D.  Karena alirannya seragam maka setiap meter dari pipa dianggap memiliki gesekan yang sama. Oleh karena itu ∆p meningkat jika L bertambah panjang. Karena banyak hambatan yang berasal dari dinding tanpa slip.  ∆p meningkat jika D menurun. Gesekan fluida meningkat dengan kecepatan aliran. ∆p meningkat terhadap u.

Persamaan Dimana :  P = kerugian tekanan D= diameter pipa u = kecepatan aliran f = faktor friksi L= panjang pipa g = grafitasi h = head

Besarnya hambatan aliran karena gesekan bergantung dari kekasaran dinding pipa. Semakin kasar dinding pipa, maka penurunan/kehilangan tekanan aliran semakin besar.