1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Aliran fluida

1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Aliran fluida merupakan salah satu fenomena yang dapat ditemui dalam
kehidupan sehari-hari. Aliran air di sungai, aliran gas pada turbin hingga aliran
darah pada pembuluh darah merupakan beberapa contoh dari fenomena aliran
fluida. Melihat cakupan yang sangat luas dari fenomena aliran fluida tersebut,
potensi untuk diadakannya penelitian terhadap fenomena ini juga sangat besar.
Banyak sekali peneliti yang melakukan berbagai macam penelitian tentang
fenomena aliran fluida. Mulai dari penelitian terhadap jenis zat yang mengalir,
tempat fluida mengalir hingga beberapa kondisi khusus pada aliran fluida. Hingga
saat ini, permasalahan yang muncul pada penelitian tentang aliran fluida mulai
kompleks. Oleh karena itu, didukung dengan perkembangan teknologi yang
semakin maju, para peneliti mulai mengembangkan dan membuat metode-metode
baru dalam pemecahan masalah aliran fluida yang kompleks. Salah satunya yaitu
dengan metode komputasi atau dapat disebut dengan CFD (Computational Fluid
Dynamic). Metode CFD dapat memodelkan suatu permasalahan aliran fluida yang
kompleks. Permasalahan tersebut kemudian diolah untuk selanjutnya hasil dari
pengolahan tersebut dipaparkan dalam bentuk data pada komputer. Dengan
metode CFD, para peneliti semakin dimudahkan dalam mempelajari karakteristik
dari aliran fluida serta fenomena-fenomena yang terjadi di dalamnya.
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka diperlukan suatu penelitian
tentang salah satu fenomena aliran fluida yang kompleks. Dilakukan analisis
terhadap aliran fluida pada permukaan dengan kebocoran. Dalam kehidupan
sehari-hari, sering dijumpai kejadian-kejadian yang melibatkan aliran melalui
permukaan berpori. Salah satu contohnya dapat dilihat pada dunia perminyakan,
sering dijumpai kebocoran pada pipa. Hingga pada tubuh manusia sendiri,
kebocoran pada pembuluh darah akibat infeksi juga dapat terjadi. Penyakit demam
2
berdarah merupakan salah satu contoh yang melibatkan aliran fluida pada saluran
yang mengalami kebocoran.
Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan analisis terhadap aliran yang
melalui permukaan dengan kebocoran pada keadaan yang lebih sederhana.
Penelitian yang akan dilakukan adalah penelitian terhadap aliran di antara 2 plat
sejajar dengan kebocoran. Variasi terhadap kekasaran permukaan plat dan debit
aliran dilakukan untuk kemudian dianalisis pengaruhnya terhadap pressure drop
dan laju kebocorannya. Dengan penggabungan antara eksperimen dengan metode
CFD dalam proses penghitungan, dapat diperoleh suatu kesimpulan yang valid
tentang fenomena aliran fluida tersebut dan diharapkan untuk ke depannya
penelitian ini dapat dikembangkan untuk penelitian-penelitian lain. Bahkan
pengembangan penelitian ini untuk bidang biomedis juga dapat dikembangkan,
yaitu pada pembuluh darah manusia yang terjangkit penyakit demam berdarah.
1.2 Rumusan Masalah
Perumusan masalah yang diberikan pada penelitian tugas akhir kali ini
adalah analisis pengaruh kekasaran permukaan dan debit aliran terhadap pressure
drop dan laju kebocoran pada aliran laminar di antara dua plat sejajar dengan
kebocoran dengan metode CFD. Pada penelitian ini dibandingkan nilai laju
kebocoran dan pressure drop pada beberapa jenis plat dengan kebocoran yang
memiliki kekasaran permukaan yang berbeda.
1.3 Batasan Masalah
Untuk memfokuskan bahasan penelitian, maka diberikan batasan masalah
sebagai berikut :
1. Jenis fluida yang digunakan adalah air.
2. Aliran yang terjadi pada sistem adalah aliran laminar.
3. Lubang pada plat terlatak pada plat bagian bawah.
4. Proses analisis dilakukan dengan menggunkan software FLUENT 6.3.
5. Pemodelan sistem dibuat dengan menggunakan software GAMBIT 2.4
3
6. Validasi diperoleh dengan membandingkan hasil simulasi dengan data
hasil percobaan.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui debit aliran terhadap pressure drop dan laju kebocoran
dengan menggunakan metode eksperimen dan komputasi.
2. Mengetahui pengaruh kekasaran permukaan terhadap pressure drop dan
laju kebocoran dengan menggunakan metode komputasi.
3. Mengetahui karakteristik lain pada aliran di antara 2 plat dengan
kebocoran.
4. Mendapatkan model komputasi yang tepat dalam kasus kebocoran pada
aliran melalui dua plat sejajar.
1.5 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Mendapatkan metode CFD yang valid
terhadap sistem yang
melibatkan pada kasus aliran melalui dua plat sejajar.
2. Mengetahui pola aliran fluida pada kasus aliran melalui dua plat
sejajar.
3. Mendapatkan model yang tepat untuk dapat diaplikasikan dalam
melakukan analisis kebocoran sistem dengan parameter yang
berbeda.
4. Aplikasi dalam bidang lain seperti analisis kebocoran pada
pembuluh darah di bidang biomedis.