Penyelesaian Soal 8.20

Dari soal tersebut, diketahui :

·         Berat Spesifik minyak γ = 8900 N/m³.

·         Massa jenis minyak ρ = 890 kg/m³.

·         Viskositas minyak µ = 0.1 Ns/m² = 0.01 kg s/m².

·         Panjang pipa = 0.5 m

·         Diameter pipa = 23 mm = 0.023 m

·         Jari-jari pipa = 0.0115 m

Ditanyakan : Range nilai h bila aliran minyak adalah laminar!

Pembahasan :

·           Jika aliran minyak adalah laminar flow, maka dengan bilangan Reynold pada aliran laminar, kita dapat menentukan kecepatan aliran masuk minyak ke dalam pipa.

·           Sesuai dengan persamaan Bernoulli, persamaan yang berlaku adalah :

·         Bila z₁ = z₂, maka persamaan di atas menjadi :

·         Pressure Drop yang terjadi pada pipa, didapatkan dengan persamaan :

·         Jika dimasukkan ke dalam persamaan bernouli pada manometer :

·         Dari hasil tersebut, maka dapat dilakukan simulasi dengan menggunakan CFDSOF untuk membuktikan hasil analitis dengan hasil simulasi. Berikut adalah hasil simulasi yang dilakukan :

1. Menentukan dimensi dari pipa :

2. Menentukan Nilai kf untuk densitas dan viskositas :

3. Menentukan kecepatan aliran inlet :

4. Simulasi :

5. Hasil simulasi. Dari hasil simulasi, didapatkan tekanan pada setiap titik adalah sebagai berikut :

·         Dari hasil tersebut, maka dapat dilakukan simulasi dengan menggunakan CFDSOF untuk membuktikan hasil analitis dengan hasil simulasi. Berikut adalah hasil simulasi yang dilakukan :

P₁ pada grid x₂y₂ = 428 Pa

P₂ pada grid x₇₅y₂ = 148 Pa

P₁ – P₂ = (428 -148) Pa = 280 Pa = 28.0 kg /m².

 Jika dibandingkan dengan hasil analitis dimana ΔP ≤ 30.9 kg/m², maka :

28.0 kg/m² (simulasi) ≤ 30.9 kg/m² (analitis)