2.3 Simulasi dan Perhitungan Penulis menggunakan software yang

2.3
Simulasi dan Perhitungan
Penulis menggunakan software yang berkaitan dengan simulasi aliran fluida yang
terjadi di sepanjang aliran pipa. Software yang dapat kita pakai adalah CFDSOF
(Computational Fluid Dynamic Software).
Berikut merupakan langkah-langkah yang kita lakukan dalam penggunaan
CFDSOF:
1. Double klik CFDSOF.
2. Input Alokasi Memori (klik input-AloMemori).
3. Input domain (klik input-domain) dan ubah dimensi panjang menjadi 10
m serta ubah jumlah cell, 30 untuk cell i serta 50 untuk cell j.
4. Input cell dengan mengklik input-cell, kemudian bentuk cell sebagai
berikut (memblok cell di sebelah kiri menjadi wall sepanjang 20 cell ke
kanan dan menyisakan 5 cell di paling kiri dengan posisi di tengah untuk
INLET 1, sedangkan untuk cell paling kanan untuk INLET 2).
5. Input konstanta fisikal dari fluida dengan mengetik “i1” lalu enter.
6. Input tekanan aliran fluida yang diinginkan (klik input-KS), kemudian ubah
input tekanan pada inlet 1 menjadi 15 dan di inlet 2 menjadi 10
7. Olah data secara iteratif dengan klik Olah-Iterasi dengan jumlah iterasi
sebanyak 500 sampai kriteria konvergensi terpenuhi
8. Tampilkan hasil kontur tekanan yang terjadi di sepanjang aliran pipa yang
kita buat dengan klik Hasil-Kontur serta pilih kontur untuk tekanan dan
kecepatan.
Sehingga dengan pengaturan CFDSOF di atas akan menghasilkan simulasi sebagai
berikut.
Gambar Cell Grid
Gambar Kontur Tekanan
Gambar Kontur Kecapatan
Sebagai metode untuk perhitungan head loss pada pipa akibat perbesaran secara
mendadak berbasis VB, penulis melakukan metode eksak dengan menggunakan
rumus/formula yang didasarkan pada landasan teori. Dalam perhitungan kali ini
penulis melakukan perbandingan hasil dengan rasio luas penampang A1/A2 yang
berbeda, rasio yang digunakan adalah 1:3 serta 1:5. Hasil yang diadapat sebagai
berikut.
Gambar Hasil VB Rasio 1:3
Gambar Hasil VB Rasio 1:5
2.4
Hasil dan Pembahasan
Berdasarkan hasil simulasi yang telah dilakukan dengan menggunakan CDFSOF
terlihat bahwa pada aliran pipa yang mengalami perbesaran secara mendadak
akan menghasilkan aliran yang mempunyai tekanan serta kecepatan yang sangat
rendah pada sudut-sudut pemisah antara luas penampang yang kecil dengan
yang lebih besar. Aliran yang demikian dapat disebut juga olakan (wake) dimana
aliran akan berputar disuatu titik. Olakan inilah yang akan menyebabkan
kerugian pada aliran fluida pada pipa (head loss). Dalam perhitungan head loss,
dengan melihat hasil perhitungan yang telah dilakukan menggunakan VB,
membuktikan bahwa head loss akan dipengaruhi dengan rasio A1/A2. Rasio luas
1:3 akan menghasilkan HL 0.023 m sedangkan untuk rasio 1:5 menghasilkan HL
0.033 m (dengan asumsi aliran air laminar). Hasil ini memperlihatkan bahwa
dengan semakin besar perbedaan luas pipa kecil dengan pipa besar akan
menghasilkan head loss yang lebih besar. Dengan adanya head loss ini akan
mengakibatkan penurunan kecepatan serta tekanan sesuai dengan hasil simulasi
yang telah dilakukan.