HEAD LOSSES

Head losses adalah kerugian tekanan yang terjadi pada aliran internal, biasanya terjadi pada aliran didalam pipa.

Head losses biasanya terjadi karena gesekan fluida dengan dinding pipa dan adanya hambatan pada pipa seperti belokan, percabangan, katup dan banyak hal lainnya.

Sehingga pada saat ini terkadang bagian dinding pipa dilapisi oleh teknologi nano untuk mengurangi gesekan yang terjadi sehingga menyebabkan Head Losses.

Major Losses adalah kerugian pada aliran dalam pipa yang disebabkan oleh friction yang terjadi di sepanjang aliran fluida yang mengalir terhadap dinding pipa.

Besarnya major losses ditentukan oleh fungsi f (Friction factor), V (rata-rata kecepatan fluida), l (panjang pipa), D (diameter pipa), e (nilai kekasaran pipa), miu (viskositas fluida), rho (densitas fluida).

Untuk menentukan besarnya nilai f / friction factor reynold number dan relative roughness kita dapat menggunakan moody chart. Dari grafik ini dapat kita lihat keadaan dimana aliran dalam kondisi laminer dengan nilai reynold number yang relatif kecil dan friction koefisien diperoleh dari 64/Re, dapat kita lihat garis lurus pada sebelah kiri. Dalam keadaan ini aliran tidak dipengaruhi oleh nilai kekasaran pipa hanya ditentukan dari besarnya batasan bilangan reynold saat keadaan laminer.

Pada kondisi setelah aliran laminer adalah aliran transisi, dimana pada kondisi ini aliran mulai berubah dari laminer menuju turbulen.

Saat aliran dalam kondisi wholly turbulent flow nilai bilangan reynoldnya relatif besar, dan dipengaruhi oleh nilai koefisien kekasaran pipa, sehingga kondisinya sangat bervariasi sesuai perubahan koefisien kekasaran dan nilai reynold. Dapat kita lihat pada saat kondisi pipa smooth grafik yang terbentuk cenderung mendekati bentuk aliran saat laminer sepanjang perubahan bilangan reynold, ketika makin besar kekasaran, grafiknya cenderung makin landai sepanjang perubahan bilangan reynold. Hal ini berarti bahwa ketika makin smooth permukaan maka friction faktor makin kecil saat bilangan reynold besar/kecepatan besar, dan ketika makin kasar permukaan maka friction factor cenderung tidak banyak berubah sepanjang peningkatan bilangan reynold/peningkatan kecepatan.

Moody Diagram

Rumus Mayor Losses

Minor losses Merupakan kerugian head pada fitting dan valve yang terdapat sepanjang sistem perpipaan. Dapat dicari dengan menggunakan Rumus. Besaran dibawah ini menyatakan kerugian pada fitting dan valve dalam ukuran panjang ekivalen dari pipa lurus.

ALIRAN LAMINER DAN ALIRAN TURBULEN

Laminer

Aliran laminer adalah aliran yang partikel-partikel fluida yang bergeerak secara acak (tidak saling memotong), atau aliran fluida yang bergerak dengan kondisi lapisan-lapisan yang membentuk garis-garis alir dan tidak berpotongan satu sama lain. Aliran laminer juga aliran fluida tanpa arus turbulent (pusaran air).  Contohnya aliran lambat dan kental. Perlu diketahui sauatu aliran fluida (gas atau cairan) dapat berupa aliran laminer atau turbulent ditentukan atau  dapat dihitung berdasarkan angka Reynold-nya (reynold number). Partikel fluida mengalir atau bergerak dengan garis lurus dan sejajar. Laminer dalah ciri dari arus yang berkecepatan rendah, dan pertikel sedimen dalam zona aliran berpindah dengan menggelinding (rolling) ataupun terangkat (saltation). Pada laju aliran rendah, aliran llaminer tergambar sebagai filamen panjang yang mengalir sepanjang aliran.

Aliran laminer mempunyai bilangan reynold lebih kecil dari 2300.

Contoh aliran laminer dalam kehidupan sehari-hari adalah asap rokok yang mengalir naik keatas, pada bagian dekat rokok berupa laminer (keadaan tanpa ada angin yang berhembus atau dalam keadaan tenang), agak keatas adalah daerah transisi, dan keatas lagi jadi aliran turbulen.

 

Turbulen

Aliran turbulen adalah Kecepatan aliran yang relatif besar akan menghasilakan aliran yang tidak laminar melainkan komplek, lintasan gerak partikel saling tidak teratur antara satu dengan yang lain. Sehingga didapatkan Ciri dari lairan turbulen: tidak adanya keteraturan dalam lintasan fluidanya, aliran banyak bercampur, kecepatan fluida tinggi, panjang skala aliran besar dan viskositasnya rendah. Karakteristik aliran turbulen ditunjukkan oleh terbentuknya pusaran-pusaran dalam aliran, yang menghasilkan percampuran terus menerus antara partikel partikel cairan di seluruh penampang aliran.
Untuk membedakan aliran apakah turbulen atau laminer, terdapat suatu angka tidak bersatuan yang disebut Angka Reynold (Reynolds Number). Angka ini dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
Re = (4 v R)/ϑ
Dimana:
Re = Angka Reynold (tanpa satuan)
V = Kecepatan rata-rata (ft/s atau m/s)
R = Jari-jari hydraulik (ft atau m)
ϑ = Viskositas kinematis, tersedia dalam tabel sifat-sifat cairan (ft2/s atau m2/s
Menurut hasil percobaan oleh Reynold, apabila angka Reynold kurang daripada 2000, aliran biasanya merupakan aliran laminer. Apabila angka Reynold lebih besar daripada 4000, aliran biasanya adalah turbulen. Sedang antara 2000 dan 4000 aliran dapat laminer atau turbulen tergantung pada faktor-faktor lain yang mempengaruhi.

 

 Contoh gambar aliran laminer, turbulent