LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA ACARA 2

LAPORAN PRAKTIKUM
MEKANIKA FLUIDA
BILANGAN REYNOLD
















Oleh :

AHMAD SHODIK
NIM A1H008029









DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2009
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Aliran dapat diklasifikasikan dalam banyak bentuk, seperti turbulen dan laminer. Situasi aliran turbulen sangat sering terjadi dalam praktek perekayasaan, dalam aliran turbulen partikel-partikel massa molar yang kecil fluida bergerak dalam lintasan-lintasan yang sangat tidak teratur, dengan mengakibatkan pertukaran momentum dari satu bagian ke bagian lainnya dengan cara yang akak menyerupai perpindahan momentum molekular. Aliran laminer, partikel-partikel fluida bergerak sepanjang lintasan-lintasan yang halus serta lancar dalam lamina-lamina, dan satu lapisan meluncur pada lapisan yang bersebelahan.
Penetuan aliran tersebut bila dilihat secara kasat mata sangat sukar untuk dilaksanakan. Guna menentukan makna kelompok tanpa dimensi. Reynold melakukan eksperimennya mengenai aliran air melalui lubang kaca. Sebuah tabung kaca dipasang horizontal dengan satu ujungnya di dalam tangki dan sebuah katup pada ujung lainnya. Pada ujung hulu terpasang lubang masuk corong lonceng yang licin dengan jet warna yang diatur deikian sehingga arus zat waktu yang halus dapat disemprotkan di titik di setiap di depan corong lonceng tersebut.
Bilangan Reynold ini selanjutnya akan memudahkan untuk penentuan jenis aliran yang tejadi pada suatu saluran, baik saluran terbuka maupun saluran tetutup. Sehingga praktikan tidak perlu menerka-nerka jenis aliran pada suatu saluran.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah menghitung besarnya bilangan Reynold pada suatu aliran air.




II. TINJAUAN PUSTAKA
Perbandingan gaya-gaya yang disebabkan oleh gaya inersia, gravitasi dan kekentalan (viskositas) dikenal sebagai bilangan reynold (Re) ditulis sebagai berikut.

Dimana: v = kecepatan rata-rata aliran (m/s)
l = panjang karakteristik (m)
h untuk aliran terbuka
d untuk aliran tertutup
v = viskositas kinematik (m2/s)
Aliran fluida di dalam fluida berdasarkan bilangan Reynold dibedakan menjadi aliran laminer, aliran transisi dan aliran turbulen. Dalam hal ini jika nilai Re kecil aliran akan meluncur di atas lapisan lain yang dikenal dengan aliran laminer, sedangkan jika aliran-aliran tadi terdapat garis edar tertentu yang dapat dilihat, aliran ini disebut aliran turbulen.
Nilai bilangan Reynold pada pipa atau saluran-saluran adalah sebagai berikut:
- Aliran laminer terjadi jika Re < 2100
- Aliran turbulen terjadi jika Re > 4000
- Aliran transisi terjadi jika 2100 < Re < 4000
Bilangan reynold untuk saluran tertutup dinyatakan sebagai berikut.

Nilai bilangan Reynold pada saluran terbuka adalah sebagai berikut:
- Aliran laminer terjadi jika Re < 500
- Aliran Turbulen terjadi jika Re > 1000
- Aliran transisi terjadi jika 500 < Re < 1000
Bilangan reynold untuk saluran terbuka dinyatakan sebagai berikut.
; R = jari-jari hidrolis (m)
Guna menentukan makna kelompok tanpa dimensi. Reynold melakukan eksperimennya mengenai aliran air melalui lubang kaca. Sebuah tabung kaca dipasang horizontal dengan satu ujungnya di dalam tangki dan sebuah katup pada ujung lainnya. Pada ujung hulu terpasang lubang masuk corong lonceng yang licin dengan jet warna yang diatur deikian sehingga arus zat waktu yang halus dapat disemprotkan di titik di setiap di depan corong lonceng tersebut. Sebagai kecepatan karakteristik Reynold memakai kecepatan rata-rata V dan sebagian panjang karakteristik dipakainya garis tengah tabung (D) sehingga
Re = VDρ/μ
Arus zat warna untuk debit yang kecilakan berarak melalui tabung membentuk lamina-lamina (benang-benang) yang menunjukkan bahwa aliran tersebut aliran laminer. Dengan meningkatnya laju aliran terebut maka bilangan Reynold akan bertambah besar, karena parameter V berbanding lurus dengan laju aliran., sedangkan parameter Dρμ adalah konstan. Zat warna pada kondisi tersebut akan bercampur dengan air. Aliran telah berubah menjadi aliran turbulen dengan pertukaran momentumnya yang besar yang sepenuhnya mengganggu gerakan teratur aliran aliran laminer.










III. METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
a. Alat
1. selang
2. Pengaris
3. Stopwatch
4. alat penguji
5. Tempat penampung air
b. Bahan
1. air
2. Tinta
B. Cara Kerja
1. Alat penguji aliran fluida dipastikan terpasang dengan benar.
2. Tabung penguji diisi air sampai penuh serta dipastikan tinta dimasukkan ke dalam tabung.
3. Kran air dibuka dan diatur untuk mengalirkan air dalam tabung penguji katup dibuka yang terpasang di bawah tempat tinta untuk mengalirkan tinta. Katup diatur agar aliran tinta pada saat keran air dibuka penuh dapat dibedakan (membentuk benang atau tidak).
4. Aliran tinta dalam pipa diamati apakah membentuk benang atau tinta bercampur dengan air. Tampungan air yang keluar dari kran untuk mengetahui debit (Q) dan lama proses penampungan tersebut dicatat.
5. Percobaan diulang sampai 2 kali.



IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Diameter = 12 cm = 0,12 m
Volume
Saat t = 10 V = 280 ml = 0,28 l
Saat t = 15 V = 480 ml = 0,48 l
Ukuran Pipa
Panjang = 1 m
Diameter = 2 cm = 0,02 m
Kecepatan
Saat t = 10 s

Saat t = 15 s

Massa jenis fluida = 1000 kg/m3
Viskositas absolut = 1,519 Ns/m2
Bilangan Reynold





B. Pembahasan
Bilangan Reynolds adalah rasio antara gaya inersia (vsρ) terhadap gaya viskos (μ/L) yang mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentikasikan jenis aliran yang berbeda, misalnya laminar dan turbulen.
Bilangan Reynold merupakan salah satu bilangan tak berdimensi yang paling penting dalam mekanika fluida dan digunakan, seperti halnya dengan bilangan tak berdimensi lain, untuk memberikan kriteria untuk menentukan dynamic similitude. Jika dua pola aliran yang mirip secara geometris, mungkin pada fluida yang berbeda dan laju alir yang berbeda pula, memiliki nilai bilangan tak berdimensi yang relevan, keduanya disebut memiliki kemiripan dinamis.
Berdasarkan teori, aliran laminer disebut juga aliran cairan kental yang bagian-bagian elememter dari cairan bergerak teratur dan menempati tempat yang relatif sama pada penampang-penampang berikutnya. Obsorne Reynold berpendapat bahwa tipe aliran tergantung dari kecepatan, kerapatan dan kekentalan cairan dan ukuran dari tempat mengalirnya dan tergantung dari angka Reynold yang dituliskan Re = VDρ/μ.
Aliran pada pipa, angka Reynold akan menunjukkan:
- Aliran laminer jika Re < 2100
- Aliran transisi jika 2100 < Re < 4000
- Aliran turbulen jika Re > 4000
Angka Reynold yang dihasilkan pada percobaan ini adalah sebesar 40,76. Berdasarkan referensi, jika Re < 2100 maka aliran tersebut adalah aliran laminer. Sifat dari aliran laminer antara lain partikel-partikel fluida bergerak di sepanjang lintasan-lintasan lurus, sejajar dalam lapisan-lapisan. Selain itu, Besarnya kecepatan-kecepatan dari lamina yang berdekatan tidak sama. Kekentalan fluida dalam aliran laminer sangat dominan sehingga mencegah setiap kecendrungan menuju kondisi turbulen.


V. KESIMPULAN
1. Bilangan Reynolds adalah rasio antara gaya inersia (vsρ) terhadap gaya viskos (μ/L) yang mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu.
2. Aliran pada pipa, angka Reynold akan menunjukkan:
- Aliran laminer jika Re < 2100
- Aliran transisi jika 2100 < Re < 4000
- Aliran turbulen jika Re > 4000
3. Aliran pada percobaan ini adalah laminer, karena Re < 2100 (Re = 40,67).




















DAFTAR PUSTAKA
Haliday, D. 1996. Fisika 2. Erlangga. Jakarta.
Tim penyusun. 2008. Modul Praktikum Mekanika Fluida. Universitas Jenderal Soedirman. Purwokerto.
Soedradjat, S. 1983. Mekanika Fluida dan Hidrolika.Nova. Bandung.
Welty, dkk. 2000. Dasar- Dasar Fenomena Transport Volume 1 Transfer Momentum Edisi ke-4. Erlangga: Jakarta.
Wihantoro. 2006. Fisika Dasar Universitas. Universitas Jenderal soedirman, Purwokerto.