BAB I

PENDAHULUAN

A. Latarbelakang

Setiap hari kita selalu berhubungan dengan fluida hampir tanpa sadar.

Banyak gejala alam yang indah dan menakjubkan, seperti bukit-bukit pasir

dan ngarai-ngarai yang dalam, terjadi skibat gaya-gaya yang ditimbulkan oleh

aliran udara atan air serta perilaku aliran fuida itu ketika menjumpai halangan.

Pipa air, baik yang dialiri air bersih maupun air limbah, sarna sekali bukan

barang yang aneh. Boleh jadi kita sadar bahwa pipa air minum, misalnya,

harus mempunyai diameter yang lebih besar dari suatu harga minimum agar

aliran air di keran-keran dapat mencukupi kebutuhan.

Kita mungkin juga terbiasa dengan benturan antara air dan pipa ketika

keran air ditutup secara tiba-tiba. Pusaran air yang kita lihat ketika air dalam

bak mandi dikeluarkan melalui lobang pembuangannya pada dasarnya sama

dengan pusaran tornado atau pusaran air di batik jembatan. Radiator air atau

uap panas untuk memanaskan rumah dan radiator pendingin dalam sebuah

Mobil bergantung pada aliran fluida agar dapat memindahkan panas dengan

efektif.

Hambatan aerodinamik bilamana kita sedang berjalan atau berkendara

menentang angin yang cukup kencang. Kalan kita sedang berkayuh dengan

perahu terasn bahwa kita harus mengayuh lebih keras agar dapat melaju lebih

cepat, bukan hanya untuk mempercepat laju perahu tetapi juga untuk

mempertahankan kecepatan yang tinggi. Permukaan lambung kapal dan sayap

serta badan pesnwat terbang dibuat rata agar dapat mengurangi hambatan.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Pengertian Fluida Fluida adalah zat yang dapat mengalami perubahan bentuk secara

kontinu bila terkena tegangan geser walaupun relatif kecil. Gaya geser adalah komponen gaya yang menyinggung permukaan dan jika dibagi dengan luas permukaan tersebut menjadi tegangan geser rata-rata pada permukaan itu.

Transportasi fluida dalam teknik kimia jauh lebih mudah daripada padatan. Karena itu ahli teknik kimia berupaya sedapat mungkin untuk dapat melakukan transportasi bahan dalam bentuk cairan, larutan atau suspensinya. Bila hal itu tidak mungkin barulah mereka melakukan pengangkutan bahan padat dalam bentuk padat. Walaupun begitu masih diusahakan cara tambahan untuk memudahkan pengangkutan, misalnya menghaluskan padatan lalu diangkut dengan aliran gas atau cairan seperti operasi fluidisasi.

B. Faktor-faktor yang mempengaruhi Aliran FluidaPada dasarnya faktor-faktor yang mempengaruhi aliran fluida

adalah yang menyangkut dengan sifat fisik dari fluida yang dapat didefinisikan pada :a. tekananb. temperaturec. densitasd. viskositas

C. Sistem perpipaan a. Sudden Enlargment

Suatu sudden enlargment pada daerah alir fluida membesar tiba-tiba sehingga kecepatannya menurun. Saat fluida memasuki pipa besar, suatu pancaran terbentuk disaat fluida terpisah dari dinding tabung kecil. Karena tidak ada dinding pipa yang mengendalikan pancaran fluida yang dihasilkan dari pipa kecil, maka pancaran itu akan berekspansi sehingga mengisi seluruh permukaan. Sebagian kecil

fluida terpisah dari pancarannya dan bersirkulasi diantara dinding dan pancaran. Pengaruh pusaran dan expansi fluida sesuai dengan tiga perubahan pada profil kecepatan

b. Sudden ContractionSuatu pengecilan tiba-tiba sering juga disebut reduksi.

Fenomena aliran pada kasus kontraksi sangat berbeda dari pada ekspansi. Profil kecepatan adalah profil fluida yang mengalir pada bagian yang besar. Kontraksi menyebabkan fluida berakselerasi saat memasuki daerah yang lebih kecil.

c. Fitting dan ValveValve dan fitting dapat meningkatkan penurunan tekanan pada

sistem perpipaan aliran fluida bila dibandingkan dengan pipa lurus tanpa valve dan fitting. Bahkan suatu sambungan yang menggabungkan dua pipa yang panjang, mengganggu profil kecepatan pada aliran turbulen sehingga cukup untuk meningkatkan penurunan tekanan.

Ada dua prosedur standar untuk menentukan pressure loss dalam aliran turbulen dengan adanya fitting. Prosedur pertama ialah menggunakan tabel panjang ekivalen, cara kedua dengan menggunakan koofisien kehilangan (k) untuk setiap tipe fitting.

D. Kehilangan Energi Pada Pipa

Kehilangan Energi (head lose) adalah adanya energi yang berkurang pada aliran air dalam saluran tertutup.Ada berbagai macam faktor yang mempengaruhi hilangnya energi di dalam pipa diantaranya karena fitting, seperti belokan (bends), konstraksi, perbesaran dan gate valve dengan cara pengukuran perbedaan tekanan (pressure drop) yang terjadi pada fitting. Jenis-jenis sambungan ikut mempengaruhi hilangnya energi pada pipa.

Jenis-jenis fitting diantaranya :

1. Contraction

Contraction yaitu pipa yang mengalami pengurangan cross sectional area secara mendadak dari saluran dengan membentuk pinggiran yang tajam. Tekanan yang melewati inggiran yang tajam besar

2. Enlargement, Enlargement, pipa yang mengalami penambahan cross sectional area secara mendadak dari saluran. Tekanan yang melewatinya akan semakin kecil.

3. Long bend, Long bend adalah belokan panjang pada pipa dengan sudut yang melingkar dan cross sectional area yang besar sehingga tekanannya kecil.

4. Short bend, Short bend belokan pipa seperti long bend tetapi lebih pendek dan cross sectional area yang lebih kecil sehingga tekanannya lebih besar.

5. Elbow bend, Elbow bend merupakan belokan pada pipa yang membentuk sudut siku-siku (90o) dengan cross sectional area yang sangat kecil sehingga akan menimbulkan tekanan yang sangat besar.

Zat cair yang ada di alam ini mempunyai kekentalan, meskipun demikian dalam berbagai perhitungan mekanika fluida ada yang dikenal atau dianggap sebagai fluida ideal. Menurut Triatmojo (1993), adanya kekentalan pada fluida akan menyebabkan terjadinya tegangan geser pada waktu bergerak. Tegangan geser ini akan merubah sebagian energi aliran menjadi bentuk energi lain seperti panas, suara dan sebagainya. Pengubahan bentuk energi tersebut menyebabkan terjadinya kehilangan energi.

Secara umum didalam suatu instalasi jaringan pipa dikenal dua macam kehilangan energi :

1 Kehilangan energi akibat gesekanKehilangan energi akibat gesekan disebut juga kehilangan energi primer

atau major los Terjadi akibat adanya kekentalan zat cair dan turbulensi karena adanya kekasaran dinding batas pipa dan akan menimbulkan gaya gesek yang akan menyebabkan kehilangan energi disepanjang pipa dengan diameter

konstan pada aliran seragam. Kehilangan energi sepanjang satu satuan panjang akan konstan selama kekasaran dan diameter tidak berubah.

2 Kehilangan energi akibat perubahan penampang dan aksesoris lainnya.Kehilangan energi akibat perubahan penampang dan aksesoris lainnya

disebut juga kehilangan energi sekunder atau minor loss. Misalnya terjadi pada pembesaran tampang (expansion), pengecilan penampang (contraction), belokan atau tikungan. Kehilangan energy sekunder atau minor loss ini akan mengakibatkan adanya tumbukan antara partikel zat cair dan meningkatnya gesekan karena turbulensi serta tidak seragamnya distribusi kecepatan pada suatu penampang pipa. Adanya lapisan batas terpisah dari dinding pipa maka akan terjadi olakan atau pusaran air. Adanya olakan ini akan mengganggu pola aliran laminer sehingga akan menaikan tingkat turbulensi. Pada aliran laminer akan terjadi bila bilangan reynold (Re) < 2000, dengan persamaan kehilangan energi pada aliran laminer sepanjang pipa L menurut Hagen-Poiseuille adalah sebagai berikut :

h f=32v

g D2VL

Dengan : h f= Tingkat kehilangan energi

v = viskositas zat cairg = Percepatan grafitasiD = Diameter pipaV = Kecepatan aliranL = Panjang pipa