Senin, 28 Mei 2012

Pressure Drop in Internal Flow

Pada pertemuan kali ini, penulis mendapat tugas untuk melakukan simulasi CFD berdasarkan soal berikut:



 


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
Sedangkan pertanyaan yang muncul adalah Range nilai h bila aliran minyak adalah laminar berserta kemungkinan adanya pressure drop pada aliran.
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)