Aliran Kompresibel dan Inkompresibel Aliran Laminar dan Aliran Turbulen

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Klasifikasi Aliran Fluida adalah zat yang terus menerus mengalami deformasi dibawah penerapan tegangan geser tangensial tidak peduli seberapa kecil tegangan geser. Fluida terdiri dari cairan dan gas atau fase uap. Perbedaan antara keadaan fluida dan solid jelas jika anda membandingkan karakteristik fluida dan solid. Terdapat beberapa cara untuk mengklasifikasikan jenis aliran fluida dan akan dijabarkan secara umum dibawah ini.[3]

2.1.1 Aliran Kompresibel dan Inkompresibel

Fluida diklasifikasikan kompresibel atau inkompresibel berdasarkan variasi rapat massa fluida tersebut selama mengalir. Aliran di mana perbedaan dalam massa jenis dapat diabaikan disebut inkompresibel. Ketika perbedaan massa jenis aliran yang tidak dapat diabaikan, aliran ini disebut kompresibel. Pada kenyataannya tidak ada fluida yang massa jenisnya konstan, tetapi ada beberapa masalah aliran fluida yang dapat disederhanakan dengan menganggap massa jenisnya konstan. Hal ini tidak mengurangi keakuratan solusi yang didapat. Parameter yang menjadi acuan utama untuk menentukan suatu aliran kompresibel atau tidak, dilihat dari nilai Mach Number M, yang didefinisikan sebagai rasio antara kecepatan aliran lokal terhadap kecepatan suara lokal.[3] = …………………………………………………..2.1 Dimana M = bilangan Mach v = kecepatan aliran ms c = kecepatan suara ms Pada saat M 0,3 aliran tersebut dianggap aliran inkompresibel Universitas Sumatera Utara

2.1.2. Aliran Laminar dan Aliran Turbulen

Sebagian aliran fluida teratur dan mengalir mulus sedangkan yang lainnya mengalir tidak teratur. Berdasarkan struktur alirannya, aliran fluida dibedakan menjadi aliran laminar dan aliran turbulen. Gambar 2.3 menunjukkan region jenis aliran pada suatu plat. Untuk aliran laminar kecepatan pada suatu titik akan tetap terhadap waktu. Sedangkan aliran turbulen kecepatannya akan mengindikasikan suatu fluktuasi yang acak. Dalam aliran turbulen, profil kecepatan pada suatu titik dihasilkan dari gerak acak partikel fluida berdasarkan waktu dalam jarak dan arah. Jika kita mengambil kecepatan rata-rata terhadap waktu, maka kecepatan sesaat dapat dihitung dengan menambahkan kecepatan rata-rata dengan kecepatan fluktuasi. [3] Gambar 2.1 Daerah aliran laminar dan turbulen pada plat datar [3]

2.2. Bilangan Reynold

Dalam analisis aliran fluida terdapat suatu bilangan tanpa dimensi yang disebut bilangan Reynod yang merupakan perbandingan antara gaya inersial dan gaya viskositas dirumuskan: [10] = ……………………………………………………………………2.2 Dimana, v = Kecepatan Rata-Rata dari Fluida ms u = Viskositas kinematik air 1,02 x 10 -6 m 2 s diambil 20 o C d = Diameter pipa m Universitas Sumatera Utara Jenis aliran : Re 2300 laminar 2300 Re 4000 transisi Re 4000 turbulen

2.3. Pompa Hidram

Pompa hidraulik ram merupakan suatu alat yang digunakan untuk menaikkan air dari tempat rendah ke tempat yang lebih tinggi secara automatik dengan energi yang berasal dari air itu sendiri Hanafie dan De Longh, 1979. Beragam penelitian pernah dilakukan untuk mungkaji performansi dari pompa ini. Pada tahun 2008, S. Imam Wahyudi dan Fauzi Fachrudin melakukan penelitian untuk mencari korelasi tekanan dan debit air pompa hidram. Berdasarkan pengujian yang dilakukan, didapatkan sebuah korelasi antara tekanan input dan tekanan output pompa hidram. Hasil yang didapatkan untuk korelasi tekanan input dan output di sajikan pada diagram di bawah ini. [4] Gambar 2.2. Perbandingan tinggi tekanan input dan tekanan output.[4] Universitas Sumatera Utara Dari diagram yang disajikan di atas, didapatkan rata-rata tinggi tekanan output adalah 7 kali tinggi tekanan input pompa hidram. Pengujian berikutnya dilakukan untuk mendapatkan korelasi antara debit input dan output pompa hidram. Berdasarkan hasil pengujian dan perhitungan yang dilakukan, korelasi antara debit input dan output pompa hidram di sajikan pada diagram di bawah ini. Gambar 2.3. Korelasi antara debit input dan debit output pompa hidram.[4]

2.3.1 Komponen Utama Pompa Hidram dan Fungsinya