Analisis Pengaruh Variasi Bentuk Sudden Enlargement terhadap Head Loss pada Aliran Udara Laminar

Satria Agung Wibisono; Ali Akbar; A’rasy Fahruddin; Rachmat Firdaus

doi:10.29407/jmn.v8i2.24788

Authors

Satria Agung Wibisono Universitas Muhammadiyah Sidoarjo
Ali Akbar Universitas Muhammadiyah Sidoarjo
A’rasy Fahruddin Universitas Muhammadiyah Sidoarjo
Rachmat Firdaus Universitas Muhammadiyah Sidoarjo

DOI:

https://doi.org/10.29407/jmn.v8i2.24788

Keywords:

aliran laminar, head loss, kecepatan aliran, sudden enlargement , tekanan fluida

Abstract

Fenomena sudden enlargement pada sistem perpipaan merupakan salah satu penyebab utama terjadinya head loss yang dapat menurunkan efisiensi aliran fluida. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi bentuk sudden enlargement terhadap kehilangan energi pada aliran fluida laminar dengan menggunakan tiga variasi geometri, yaitu Square Edge, Rounded Edge, dan Projecting Edge. Pengujian dilakukan pada pipa berbahan akrilik menggunakan manometer U sebagai alat ukur tekanan dengan dua titik pengukuran, masing-masing pada diameter 12,7 mm dan 50 mm. Dua tingkat laju aliran udara diuji, yaitu 6 L/menit dan 4 L/menit. Data tekanan yang diperoleh diolah untuk menghitung kecepatan aliran dan head loss menggunakan persamaan dasar fluida. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bentuk geometri memiliki pengaruh signifikan terhadap besarnya head loss. Pada laju aliran tinggi (6 L/menit), geometri Square Edge menghasilkan head loss terendah, sedangkan Rounded Edge memberikan performa optimal pada laju aliran rendah (4 L/menit). Geometri Projecting Edge secara konsisten menghasilkan head loss tertinggi pada kedua kondisi. Temuan ini menunjukkan bahwa pemilihan geometri sudden enlargement harus disesuaikan dengan kondisi operasi sistem. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi dalam perancangan instalasi perpipaan yang lebih efisien dan mendukung optimasi energi pada sistem transportasi fluida.

Downloads

Download data is not yet available.

Abstract views: 0 , PDF downloads: 0

References

[1] F. Maulana and W. Sujana, “Analisa Variasi Foot Valve Dan Jatuh Air Terhadap Karakteristik Pada Pompa Sentrifugal,” Flywheel, vol. 12, no. 2, pp. 10–13, 2021.

[2] D. Arighi Dwi Hersandi, “Pengaruh Jenis Fluida Pendinginan Terhadap Kapasitas Radiator Pada Sistem Pendnginan Mesin Daihatsu Xenia 1300cc,” J. Pendidik. Tek. Mesin, vol. 6, no. 3, pp. 41–52, 2018.

[3] Baharuddin, B. Shintarahayu, and Y. L. Sialla, “Pengaruh Variasi Sambungan dan Katup terhadap Perubahan Kecepatan , Pressure Drop dan Koefisien Gesek pada Aliran Fluida dalam Pipa,” J. Ris. Teknol. Terap. Kemaritiman, vol. 2, no. 2, pp. 73–77, 2023, doi: 10.25042/jrt2k.122022.05.

[4] I. Syahrizal and D. Perdana, “Kajian Eksperimen Instalasi Pompa Seri dan Paralel Terhadap Efisiensi Penggunaan Energi,” Turbo J. Progr. Stud. Tek. Mesin, vol. 8, no. 2, pp. 194–200, 2019.

[5] A. Fahruddin and M. Mulyadi, “Rancang Bangun Alat Uji Head losses Dengan Variasi Debit Dan Jarak Elbow 90O Untuk Sistem Perpipaan Yang Efisien,” Turbo J. Progr. Stud. Tek. Mesin, vol. 7, no. 1, pp. 32–35, 2018, doi: 10.24127/trb.v7i1.680.

[6] L. Zeghadnia, J. L. Robert, and B. Achour, “Explicit solutions for turbulent flow friction factor : A review , assessment and approaches classification,” Ain Shams Eng. J., vol. 10, no. 1, pp. 243–252, 2019, doi: 10.1016/j.asej.2018.10.007.

[7] H. Alkindi, H. Santosa, and E. Sutoyo, “Analisis Head losses Pada Circulating Fluida Air Dalam Dua Jenis Pipa,” J. Ilm. Tek. Mesin AME, vol. 9, no. 1, pp. 51–56, 2023.

[8] J. González, A. Meana-Fernández, I. V. Pérez, and J. M. F. Oro, “Minor Loss Coefficient for Abrupt Section Changes in a Cylindrical Pipe Using a Numerical Approach,” Fluids, vol. 9, 2024, doi: 10.3390/fluids9070152.

[9] M. H. Nguyen and T. S. Ha, “Minor Head loss Analysis of Laminar Fluid Flow in Complex Geometries,” J. Sci. Tech., vol. 18, no. 3, pp. 5–18, 2023, doi: 10.56651/lqdtu.jst.v18.n03.728.

[10] A. Arabi, Y. Salhi, Y. Zenati, E.-K. Si-Ahmed, and J. Legrand, “Journal of Petroleum Science and Engineering Experimental investigation of sudden expansion ’ s influence on the hydrodynamic behavior of different sub-regimes of intermittent flow,” J. Pet. Sci. Eng., vol. 205, p. 108834, 2021, doi: 10.1016/j.petrol.2021.108834.

[11] E. Lukacs and J. Vad, “Flow topology and loss analysis of a square-to-square sudden expansion relevant to HVAC systems : A case study,” J. Build. Eng., vol. 41, 2021, doi: 10.1016/j.jobe.2021.102802.

[12] P. Gavriilidis and K. Roberts, “Comparison of robotic vs laparoscopic vs open distal pancreatectomy. A systematic review and network meta-analysis,” HPB, vol. 21, May 2019, doi: 10.1016/j.hpb.2019.04.010.

[13] G. B. Arundhati, M. Bahrul, and R. Indrayati, “Collective Food Security under the Framework of the ASEAN Community : A Reflection from Indonesia ’ s Food Policy,” J. Law, vol. 6, no. 1, pp. 1–26, 2019.

[14] T. Yao, “Research on the Local Head loss Coefficient in Short- Tube Hydraulic Testing,” in Proceedings of the 2024 3rd International Conference on Applied Mechanics and Engineering Structures (AMES 2024), 2024. doi: 10.2991/978-94-6463-473-0.

[15] O. Dündar, I. H. Özölçer, and E. Do˘gan, “Experimental and Numerical Determination of Head loss Coefficients of Two-Way Surcharged Manholes,” Water, vol. 15, 2023.

[16] C. G. Carson, J. L. Cummings, R. J. Poole, K. Zografos, and M. S. N. Oliveira, “Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics Multiple inlet sudden expansion flow of power-law fluids,” J. Nonnewton. Fluid Mech., vol. 320, p. 105102, 2023, doi: 10.1016/j.jnnfm.2023.105102.

[17] F. Fiorillo, L. Esposito, M. Ginolfi, and G. Leone, “New Insights into Turbulent and Laminar Flow Relationships,” Water, vol. 16, 2024.