Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    1/29

     

    TRANSPORTASITRANSPORTASI

    FLUIDAFLUIDAAnton Rahmadi

    THP-Faperta, Unmul

    Sumber:

    uliah Prin!ip Te"nolo#i Pan#an, TP$%&'''

    Dr( Pur)i*atno Hari*adi, S+AFAST enter, IP

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    2/29

    Si!tim pipa

    dlm tran!porta!i .luida

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    3/29

    Si!tim pipa

    dlm tran!porta!i .luida

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    4/29

    Si!tim pipa

    dlm tran!porta!i .luida

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    5/29

    FLUID

    D/NA0IS

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    6/29

    DASAR TRANSPORTASI FLUIDADASAR TRANSPORTASI FLUIDA

    &( Da!ar perhitun#an tran!porta!i .luida :&( Da!ar perhitun#an tran!porta!i .luida :

     ((((((((((((((((((((((1 e!etimban#an 0a!!a1 e!etimban#an 0a!!a

     ((((((((((((((((((((((1 e!etimban#an 0omentum1 e!etimban#an 0omentum

    ((((((((((((((((((((((1 e!etimban#an +ner#i 2 ernoulli3! +4(1 e!etimban#an +ner#i 2 ernoulli3! +4(

    5( Tran!porta!i dalam bentu" .luida5( Tran!porta!i dalam bentu" .luida((((((((((((((((((((((1 pro!e! e.i!ien1 pro!e! e.i!ien((((((((((((((((((((((1 .luidi!a!i1 .luidi!a!i

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    7/29

    +6UATION OF ONTINUIT/ :+6UATION OF ONTINUIT/ : on!er7ation o. ma!! 85on!er7ation o. ma!! 85

    on!ider the .lo) o. .luid throu#h a tube o. 7ar*in# 9ro!!-!e9tionon!ider the .lo) o. .luid throu#h a tube o. 7ar*in# 9ro!!-!e9tion

    PP55

    PP&&

    0a!! o. .luid0a!! o. .luid

    pa!!in# point Ppa!!in# point P&& 

    durin# time inter7aldurin# time inter7al ∆t i!:t i!:

    tt77AAmm &&&&&&  ∆∆==

      ρ  ρ 

    δ δ 

    0a!! o. .luid pa!!in# point P0a!! o. .luid pa!!in# point P55 

    durin# time inter7aldurin# time inter7al ∆∆∆t i!:t i!:

    ((   ))tt77AA mm

    5555

    5555

    ∆∆==

    ∆∆==

     ρ  ρ 

     ρ  ρ δ δ 

    ∆ 55 i! the 7olume o.i! the 7olume o.

    .luid that pa!!e! P.luid that pa!!e! P55 

    durin#durin# ∆tt

    AA&&

    AA55

     olumeolume 2 9ro!!-!e9tional area ;2 9ro!!-!e9tional area ;∆

     di!tan9edi!tan9e

    2 9ro!!-!e9tional area ; 7elo9it* ;2 9ro!!-!e9tional area ; 7elo9it* ;∆

     di!tan9edi!tan9e

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    8/29

    Fluid i! in9ompre!!ibble

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    9/29

    e!etimban#an 0omentume!etimban#an 0omentum

    0omentum0omentum 22 ma!a ; "e9epatan aliranma!a ; "e9epatan aliran

    00  22 m ; 7m ; 7?2@?2@ "#(m(!"#(m(!-5-5

    Lau aliran momentumLau aliran momentum 22 lau aliran ma!a ; "e9epatanlau aliran ma!a ; "e9epatan

    ?2@?2@

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    10/29

    e!etimban#an +ner#i(e!etimban#an +ner#i(

    Per!amaan ernoulliPer!amaan ernoulli

    Umum:Umum:

    +. +. ))++

    hh##ρ

    PP+

    ρ

    ρ

    PP::

      ener#i poten!ial "arena adan*aener#i poten!ial "arena adan*a∆

    PB perb( te"ananPB perb( te"anan

    ##∆

    h :h :∆

    ener#i poten!ial "arena adan*aener#i poten!ial "arena adan*a∆

    hB perb( ele7a!i%"etin##iahB perb( ele7a!i%"etin##ia

    ρ

    ++  :: ∆  ener#i "ineti" ener#i "ineti"

    C: "era pompaC: "era pompa

    +.: "ehilan#an ener#i "rn #e!e"an+.: "ehilan#an ener#i "rn #e!e"an

    PP55

    PP&& AA&&

    AA55

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    11/29

    +ner#* term! In7ol7ed in the 0e9hani9al +ner#* alan9e+ner#* term! In7ol7ed in the 0e9hani9al +ner#* alan9e

    For Fluid Flo) in a Pipin# S*!tem,For Fluid Flo) in a Pipin# S*!tem,

    the .ormula .or 9al9ulatin# them, and their unitthe .ormula .or 9al9ulatin# them, and their unit

    +ner#* Term+ner#* Term

    • Potential +Potential +

    - pre!!ure- pre!!ure- ele7ation- ele7ation

    • ineti9 +ineti9 +

    • Cor"

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    12/29

    α

    22

    22

    22

    Laminar Laminar  TurbulenTurbulen

      ) )

      )

    22

    113333

    3355112222

    +

    +

    =

    nn

    nnnn

    α

    77&&dd

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    13/29

    ++. . ))++

    hh##ρ

    PP+

    ρ

    ρ

    PP

    &&

    77ρ

    hh&&ρ

    PPCC

    &&

    77ρ

    hh55ρ

    PP . . &&&&5555EEEEEE22EEEEEE

    e!etimban#an +ner#i(e!etimban#an +ner#i(

    Per!amaan ernoulliPer!amaan ernoulli

    Tahanan "rn #e!e"anTahanan "rn #e!e"an

    ++.5.5 : tahanan "arena pipa luru!: tahanan "arena pipa luru!++.&.& : tahanan "arena pen*empitan pipa: tahanan "arena pen*empitan pipa

    ++.>.> : tahanan "arena e"!pan!i pipa: tahanan "arena e"!pan!i pipa

    ++.G.G : tahanan "arena !ambun#an%.ittin# 7al7e: tahanan "arena !ambun#an%.ittin# 7al7e

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    14/29

    Aliran .luida dalam pipa !elalu dii"uti den#anAliran .luida dalam pipa !elalu dii"uti den#an

    penurunan te"anan

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    15/29

    Untu" Fluida Ne)tonian : Per!amaan Po!ieuilleUntu" Fluida Ne)tonian : Per!amaan Po!ieuille

    &&DD

    77µ

    >&>&

    LL

    PP=

    DD

    ==&&

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    16/29

    Untu" Aliran TurbulenUntu" Aliran Turbulen

    San#at dipen#aruhi oleh ReSan#at dipen#aruhi oleh Remm

    ρ

    22DD

    ReRe

    Re J &5'' : laminar Re J &5'' : laminar Re 1 &5'' : turbulenRe 1 &5'' : turbulen

    Hubun#an Re, "e"a!aranHubun#an Re, "e"a!aran

    permu"aan pipa

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    17/29

       R  e   l  a

       t   i  7  e   R  o  u  #   h

      n  e  !  ! ,

       R  e   l  a

       t   i  7  e   R  o  u  #   h

      n  e  !  ! ,

    ""/D/D

    DIA$RA0 0OOD/DIA$RA0 0OOD/

       F  a  9   t  o  r   $  e

      !  e   "  a  n ,

       .

       F  a  9   t  o  r   $  e

      !  e   "  a  n ,

       . 5%Re,

    tida" dipen#aruhi oleh "e"a!aran pipa

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    18/29

    +ASARAN R+LATIF+ASARAN R+LATIF

    e"a!aran Relati. 2 "%De"a!aran Relati. 2 "%D

    " 2 "e"a!aran permu"aan pipa ba#ian dalam" 2 "e"a!aran permu"aan pipa ba#ian dalam

    D 2 diameter dalam pipaD 2 diameter dalam pipa

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    19/29

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    20/29

    Ne)tonianNe)tonian

    Re 2 NRe 2 NReRe 22 ρD7%D7%µ

    Untu" Re J &5''Untu" Re J &5'' ((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((11 . 2 5%Re. 2 5%Re

    Untu" Re 1 &5'''Untu" Re 1 &5'''- Pipa halu! -'(>

    >;5'>;5'>>JReJ5'JReJ5'GG ((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((11 . 2'('GM

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    21/29

    nn

    nn

    nn

    R R 

    v v LK LK ∆∆P P 

      ++

    ==1133

    ))n+1n+1((

    ))nn((22

    nn

    nn

    nn

    R R 

    v v K K 

    LL

    ∆∆PR PR 

      ++==

    1133

    22

    R R  ) )2 2 

     ρ  ρ LLv v  )(  )(  /  / ( ( ∆∆P P 22ReRe161622==

    nn

    nn

    nnK K 

    nn ρ  ρ R R v v 

      ++

    ==1133

    ))((2-n2-n))((88ReRe = Re= ReGeGe

    JikaJika

    ReReGeGe < 2100 : laminar < 2100 : laminar ..............> f = 16/Re> f = 16/ReGeGe

    Un!k ReUn!k ReGeGe > 21000> 21000

    - "i#a $al!% (k/&=0)- "i#a $al!% (k/&=0)..............

    > f = 0.1'3 (Re)> f = 0.1'3 (Re)-0.3-0.3

      31031033

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    22/29

     

    Tahanan "rn $e!e"anTahanan "rn $e!e"an

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    23/29

    α

    ρ

    =

    22

    22

    22

    11

    44

    33

    AA

    AA--55

    PP++. . 

    55

    . . 

    Tahanan "rn $e!e"anTahanan "rn $e!e"an

    +"!pan!i%Pen#emban#an+"!pan!i%Pen#emban#an

    AA55 AA&&7755

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    24/29

    Tahanan "rn $e!e"anTahanan "rn $e!e"an

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    25/29

    Tahanan "rn $e!e"anTahanan "rn $e!e"an

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    26/29

    Tahanan "rn $e!e"anTahanan "rn $e!e"an

    Table (>

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    27/29

    Stainle!! Steel Tubin# and Pipe Diameter! %G>%G '(&''(&' '(''(' '(M&G'(M&G 5(''5(''

    55 '(M''(M' 5('''5(''' 5('GK5('GK 5(>55(>55 5%&5 5%& 5(>'5(>' 5(''5('' 5(5'5(5' 5(K''5(K''

    && 5(M'5(M' &('''&(''' &('&(' &(>&(>

    & 5%&& 5%& &(>'&(>' &(''&('' &(GK&(GK &(M&(M

    >> &(M>G&(M>G >('''>(''' >('M>('M >(''>(''GG >(M>G>(M>G G('''G(''' G('&G('& G(''G(''

    (M&(M& ('''(''' ('(' (&(&

    MM (M&(M& M('''M(''' (KM5(KM5 M(&M(&

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    28/29

    Tahanan "rn $e!e"anTahanan "rn $e!e"an

  • 8/17/2019 Kuliah-13,14 Transportasi Fluida.ppt

    29/29