Bilangan Reynold

LAPORAN PRAKTIKUM

SATUAN OPRASI

ACARA V

PENGUKURAN BILANGAN REYNOLD UNTUK ALIRAN PRODUK PANGAN CAIR

OLEH

NURUL HAFIZAH NAJAT

J1B 013 083

KELOMPOK 10

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRI

UNIVERSITAS MATARAM

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Fluida merupakan zat cair yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan terhadap permukaan bentuk ketika ditekan. Fluida dapat bersifat cair, gas ataupun padat.  Tanpa disadari setiap hari  kita pasti pernah melihat aliran air seperti air sungai, air selokan, air yang melucur/air terjun dan  aliran air dalam pipa, ada yang alirannya cepat dan ada juga yang lambat. Namun kita tidak pernah berfikir bagaimana terjadinya aliran tersebut. Ada  Tiga faktor yang bisa  mempengaruhi keadaan aliran yaitu kekentalan zat cair, rapat massa zat cair ρ (rho) dan diameter pipa. Oleh karena itu, pada praktikum ini perlu untuk kita melakukan pengujian pada  cairan dan mengetahui arti aliran laminer dan turbulen.  

1.2. Tujuan Praktikum

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mempelajari aliran yang melalui pipa kapiler dan untuk mengetahui arti aliran laminer dan turbulen dan menentukan kecepatan transisi antara kedua aliran.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Definisi Blangan Reynolds

            Dalam mekanika fluida, 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. Namanya diambil dari Osborne Reynolds (1842–1912) yang mengusulkannya pada tahun 1883. 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 (kurnia, 2005).

2.2. Fluida

Fluida merupakan suatu zat/bahan yang dalam keadaaiun setimbang tak dapat menahan gaya atau tegangan geser (shear force). Dapat pula didefinisikan sebagai zat yang dapat mengalir bila ada perbedaan tekanan dan atau tinggi. Suatu sifat dasar fluida nyata, yaitu tahanan terhadap aliran yang diukur sebagai tegangan geser yang terjadi pada bidang geser yang dikenai tegangan tersebut adalah viskositas atau kekentalan/kerapatan zat fluida tersebut (Raswari, 1986).

2.3. Viskositas Fluida

Viskositas fluida merupakan ukuran ketahanan sebuah fluida terhadap deformasi atau perubahan bentuk. Viskositas dipengaruhi oleh temperatur, tekanan, kohesi dan laju perpindahan momentum molekularnya. Viskositas zat cair cenderung menurun dengan seiring bertambahnya kenaikan temperatur hal ini disebabkan gaya – gaya kohesi pada zat cair bila dipanaskan akan mengalami penurunan dengan semakin bertambahnya temperatur pada zat cair yang menyebabkan berturunya viskositas dari zat cair tersebut (Ridwan, 2012).

2.4. Aliran Laminer dan Turbulen

Dalam aliran laminar, partikel-partikel fluidanya bergerak di sepanjang lintasan-lintasan lurus, sejajar dalam lapisan-lapisan atau laminae. besarnya kecepatan-kecepatan dari laminaer yang berdekatan tidak sama. Aliran laminar diatur oleh hukum yang menghubungkan tegangan geser ke laju perubahan bentuk sudut, yaitu hasil kali kekentalan fluida dan gradient kecepatan atau t = μ dv/dy. Kekentalan fluida tersebut dominant dan karenanya mencegah setiap kecenderungan menuju kondisi-kondisi turbulen. Aliran laminer dimana pergerakan dari partikel-partikel fluida sangat tidak menentu karena mengalami percampuran serta putaran partikel antarlapisan, yang mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian fluida kebagian fluida yang lain dalam skala yang besar (Kartasapoetra, 1990).

2.1. Penegrtian pipa dan jenis zat cair

Pipa adalah saluran tertutup yang biasanya berpenampang lingkaran yang digunakanuntuk mengalirkan  fluida dengan tampang aliran penuh.Fluida yang dialirkan melalui pipa bisa berupa zat cair atau gas dengan tekanan bisa lebih besar atau lebih kecil dari tekanan atmosfer. Apabila zat cair dalam pipa tidak penuh maka aliran termasuk kedalam aliran terbuka atau karena tekanan dalam pipa sama dengan tekanan atmosfer (zat cair didalam pipa tidak penuh), aliran termasuk kedalam pengaliran terbuka. Karena mempunyai permukaan yang bebas maka fluida yang dialirkan adalah zat cair. Tekanan dipermukaan zat cair disepanjang saluran terbuka adalah tekanan atmosfer ( Triatmojo, 1996 ).

• BAB III
• METEDOLOGI PRAKTIKUM

3.1. Waktu dan Tempat Praktikum

            Praktikum ini dilaksanakan pada hari Minggu, 30n Desember 2014 di Laboraturium Konservasi Lingkungan Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram.

3.2.  Alat dan Bahan Praktikum

3.2.1.  Alat Praktikum

Adapun alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah satu set pipa aliran kapiler, bak penampung atau ember, dan gelas ukur.

3.2.2.   Bahan Praktikum

            Adapun bahan-bahan yang digunakan dala, praktikum ini adalah air dan zat warna.

3.3.  Prosedur Kerja

            Adapun langkah-langkah kerja dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:

1.      Disiapkan alat praktikum

2.      Dialirkan air dalam pipa, kemudian dicampur dengan zat pewarna.

3.      Dilakukan percobaan untuk aliran laminer, transisi, dan turbulen.

4.      Diulangi masing-masing perlakuan sebanyak tiga kali ulangan dan lakukan setiap lima detik.

5.      Dihitung bilangan rerynold untuk setiap aliran

 BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

4.1. Hasil Pengamatan

Tabel 1. Pengamatan Aliran Laminer, Transisi dan Turbulen

Aliran	Volume (ml)			Volume rata-rata (ml)	Re
	1	2	3
Laminer	580	400	480	486,67	1.492,54
Transisi	660	600	560	606,67
Turbulen	800	790	790	793,33	17.164,17

4.2. Hasil Perhitungan

Diketahui:            ρ  = 1

                         D = 0,02 m             r = 0,01 m

                         A = πr²   = 3,14.10^-4 m²

                         µ = 0,0804.10^-6  Ns/m²

Ditanya:   a. Debit (Q)                             = …?

                        b. Kecepatan (V)                     = …?

                        c. Bilangan Reynold (Re)       = …?

Penyelesaian

1.  Aliran Laminer

Volume               = 4,87 x 10^-4 m³

Waktu (t)         = 27,07 s

a. Q      =

     =

=  m³/s

b. V     =

     =

     =   m/s

c. Re    =

=

=

2.  Aliran Transisi

Volume               = 6,07 x 10^-4 m³

            Waktu (t)         = 13 s

a.       Q   =

=

=  m³/s

b.      V  =

     =

     =  0,14m/s

c.       Re =

   =

= 3.428,59

3.  Aliran Turbulen

Volume         = 7,93 x 10^-4 m³

Waktu (t)    = 3,67 s

a. Q      =

=

=  m³/s

b. V     =

     =

     = 0,69 m/s

c. Re    =

=

=

BAB V

PEMBAHSAN

Dalam mekanika fluida, 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 Reynolds adalah bilangan yang tidak berdimensi yang menunjukkan sifat suatu aliran sehingga besarnya tidak bergantung pada sistem yang dipakai. Reynolds menunjukkan bahwa untuk kecepatan aliran yang kecil, zat warna akan mengalir dalam satu garis lurus seperti benangatau sumbu pipa. Aliran fluida dapat dibedakan menjadi tiga jenis, pertama  aliran laminier memiliki ciri yang berlapis-lapis contohnya  aliran lambat dari cairan ke kental. Aliran turbulen memiliki ciri aliran yang cepat contohnya aliran air pada sungai yang berarus deras dan aliran transisi memiliki ciri aliran yang bergelombang.

Berdasarkan  praktikum yang telah dilakukan yaitu  mengukur volume yang dihasilkan dari berbagi jenis aliran. Di dapatkan hasil perhitungan pada aliran laminer debit volume rata-rata dibagi dengan waktu hasilnya sebesar 1,79x10^-5m³/s, kecepatan yang dihasilkan sebesar 0,06 m/s, sehingga bilangan reynold yang dapat diperoleh sebesar 1,492,54. Dimana pada percobaan pada aliran laminier volume air yang dihasilkan paling sedikit dibandingkan pada aliran turbulen dan transisi. Pada percobaan aliran transisi didapatkan hasil perhitungan debit volume rata-rata dibagi dengan waktu hasilkannya sebesar 4,67x10^-5 m³/s, kecepatannya yaitu 0,06 m/s, dan hasil bilangan reynold yang dapat diperoleh sebesar 3,248,59. Adapun hasil perhitungan pada aliran turbulen yaitu debit antara volume rata-rata diagi dengan waktu hailnya 2,16x10^-4 m²/s, kecepatannya sebesar  0,69 m/s, sehingga bilangan reynolnya 17,164,17. Diantara ketiga percobaan tersebut percobaan pada aliran turbulen kecepatan aliran airnya sangat besar dan bergelombang yang menunjukkan tekanan air pada pipa kapiler besar dan menghasilkan volume air yang besar juga.

Apabila angka Reynold kurang dari pada 2000, aliran biasanya merupakan aliran laminier. Apabila angka Reynold lebih besar dari pada 4000, aliran biasanya adalah turbulen. Sedangkan antara 2000 dan 4000 aliran dapat laminier atau turbuler tergantung pada faktor-faktor yang mempengaruhi kerapatan jenis fluida dan luas dari wadah yang dilaluinya. Ada beberapa contoh aliran fluida pada produk pangan yaitu pembuatan saos, pembuatan kecap, susu cair, minuman berkaleng dan lain sebagainya.

BAB VI

PENUTUP

6.1. Kesimpulan

            Dari hasil pengamatan, perhitungan dan pembahasan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1.      Bilangan Reynolds merupakan rasio antara gaya inersia (vsρ) terhadap gaya viskos (μ/L) yang mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu.

2.      Aliran fluida ada tiga jenis yaitu aliran laminer, aliran transisi, dan aliran turbulen

3.      Kecepatan aliran air laminer 0,06m/s, transisi 0,14m/s,dan turbulen 0,69m/s.

4.      Pada aliran laminer volume air yang dihasilkan lebih sedikit dibandingkan dengan aliran tansisi dan turbulen.

5.      Kecepatan aliran air turbulen lebih besar dibandingkan dengan laminer dan transisi.

6.      Contoh aliran fluida pada produk pangan yaitu pembuatan saos, pembuatan kecap, susu cair, minuman berkaleng dan lain sebagainya.

6.2. Saran

Diharapkann pada praktikum selanjutnya alatat/bahan-bahan yang sudah dibawa oleh praktikan jangan sampai jadi sia-sia.

DAFTAR PUSTAKA

Kurnia, 2005. Bilangan Reynol dan Aliran Laminer. Universitas Pasunda.

Bandung.

Giles, R. V,. 1990. Mekanika Fluida dan Hidraulika. Erlangga. Jakarta.

Kartasapoetra. 1990. Teknologi Pengairan Pertanian. Bina Aksara. Jakarta.

Raswari, 1986. Teknologi dan Perencanaan Sistem Perpipaan. Universitas Indonesia. Jakarta.

Ridwan, 2012.  Mekanika Fluida. Dwimedia Press. Jakarta.