25
Panjang pipa antara awal dan titik di mana aliran mulai berkembang penuh disebut Entrance Length. Dilambangkan oleh Le, Entrance Length merupakan fungsi
bilangan Reynolds dari aliran tersebut. Secara umum,
Aliran antara 2 dan 3 disebut aliran berkembang penuh fully develoved flow. Selanjutnya aliran tersebut terganggu oleh belokan, katup dll. Di luar gangguan
tersebut aliran secara bertahap mulai kembali ke karakternya berkembang penuhnya. Di daerah inilah gradien tekanan dan gaya geser menyeimbangkan satu sama lain dan
aliran terus dengan profil kecepatan konstan. Gradien tekanan tersebut tetap konstan. Di daerah masuk Entrance Region fluida melambat. Dengan demikian, daerah
tersebut ada keseimbangan antara gaya inersia, gaya tekan dan gaya geser. Dan gradien tekanannya tidak konstan.
2.2.5 Distribusi Kecepatan, Tegangan Geser dan Kapasitas Aliran
Aliran fluida inkompresibel yang bergesekan akan menimbulkan perubahan kecepatan pada penampang sistem aliran. Perubahan vektor kecepatan aliran ini dapat
dinyatakan dalam suatu persamaan matematika yang dapat digambarkan dalam bentuk distribusi kecepatan.
Perubahan kecepatan akibat adanya pengaruh gesekan akan menimbulkan perubahan tegangan geser sepanjang aliran. Perubahan tegangan geser juga dapat
dinyatakan dalam sebuah persamaan matematika yang dapat digambarkan dalam bentuk distribusi tegangan geser.
Persamaan matematika untuk distribusi kecepatan diperoleh dengan menganalisa partikel aliran pada suatu kontrol volume diferensial. Dengan menerapkan persamaan
hukum II Newton untuk menentukan total gaya pada semua bidang, dan
untuk aliran laminer : 36
untuk aliran turbulen : 37
26
menggabungkan dengan persamaan deformasi linier fluida akan diperoleh persamaan distribusi kecepatan dan distribusi tegangan geser. Sedangkan persamaan kapasitas
aliran diperoleh dari integrasi persamaan kecepatan pada luas penampang total.
2.3 Aliran Fluida Air-Minyak yang Mengalir Melalui Pipa Sudden Contraction
Analisis terhadap aliran campuran dapat dilakukan dengan menggunakan pendekatan aliran homogen homogeneous flow ataupun terpisah separated flow.
Pendekatan aliran homogen adalah model dari aliran dua fase yang mengasumsikan bahwa kedua fase tercampur dengan baik dan mengalir dengan kecepatan yang sama.
Sedangkan aliran terpisah mengasumsikan bahwa kedua fase mengalir secara terpisah dengan kecepatan yang berbeda.
Dengan pendekatan aliran homogen tersebut, penghitungan terkait sifat-sifat fisik campuran dapat dijabarkan sebagai berikut:
Densitas campuran
dan Viscositas campuran
dengan
dan
w w
o o
m
C C
38
w w
o o
m
C C
39
flow of
volume Total
oil by
occupied Volume
C
o
40
flow of
volume Total
water by
occupied Volume
C
w
41
