HUKUM DARCY

Persamaan faktor gesekan Darcy

Dalam dinamika fluida, rumus faktor gesekan Darcy adalah persamaan yang berdasarkan pada data eksperimen dan teori untuk faktor gesekan Darcy. Faktor gesekan Darcy adalah satuan tak berdimensi yang digunakan dalam persamaan Darcy-Weisbach, untuk mendeskripsikan kehilangan tekanan akibat gesekan dalam aliran pipa.

Daftar isi

• 1 Jenis aliran
• 1.1 Aliran laminer
• 1.2 Aliran transisi
• 1.3 Aliran turbulen
• 1.4 Aliran permukaan bebas
• 2 Referensi

Jenis aliran

Rumus faktor gesekan Darcy dapat diaplikasikan pada berbagai jenis aliran seperti:

• Aliran laminer
• Aliran transisi antara laminer dan turbulen
• Aliran turbulen di saluran halus
• Aliran turbulen di saluran kasar
• Aliran permukaan bebas

Aliran laminer

Rumus faktor gesekan Darcy untuk aliran laminer (ketika bilangan Reynolds di bawah 2300) adalah:

di mana

• f adalah faktor gesekan Darcy
• Re adalah bilangan Reynolds

Aliran transisi

Aliran transisi terjadi ketika aliran memiliki bilangan Reynolds sebesar antara 2300 hingga 4000; aliran ini tidak laminer dan juga tidak turbulen. Nilai dari faktor gesekan Darcy bervariasi dan menimbulkan ketidakpastian yang cukup besar dalam menentukannya.

Aliran turbulen

Persamaan Colebrook adalah persamaan implisit yang mengkombinasikan hasil eksperimen terhadap aliran turbulen di pipa halus dan pipa kasar. Persamaan ini dikembangkan oleh C. F. Colebrook dan C. M. White pada tahun 1939. Persamaan ini juga disebut dengan persamaan Colebrook-White.

Untuk saluran pipa yang terisi penuh oleh air dengan nilai bilangan Reynolds melebihi 4000, faktor gesekan Darcy didefinisikan sebagai:

atau

di mana:

• f adalah faktor gesekan Darcy
• adalah ketinggian kekasaran
• Dh adalah diameter hidraulik; untuk pipa bulat dengan air terisi penuh, nilainya sama dengan diameternya
• Rh adalah jari-jari hidraulik; untuk pipa bulat dengan air terisi penuh, nilainya sama dengan seperempat diameternya
• Re adalah bilangan Reynolds

Aliran permukaan bebas

Bentuk persamaan Colebrook lainnya ada untuk bentuk aliran permukaan bebas. Kondisi seperti ini terjadi pada pipa yang tidak terisi penuh.

Untuk aliran permukaan bebas:

Aliran Fluida Kompresibel Dalam Pipa

Agu 16

Posted by Mechanical Blog

1 Votes

Aliran dalam pipa

Pipa atau tabung adalah suatu saluran yang tertutup, umumnya mempunyai penampang sirkular dan digunakan untuk mengalirkan fluida melalui tekanan pompa atau kipas angin. Bila pipa mengalir dengan terisi penuh maka itu disebabkan oleh adanya tekanan yang menyebabkan mengalir. Dalam bab ini akan dibahas aliran dalam pipa yang terkena tekanan.

Kehilangan tekanan dalam pipa

Fluida yg mengalir dalam pipa akan mengalami hambatan berupa gesekan dengan dinding pipa hal ini megakibatkan berkurangnya laju aliran dan penurunan tekanan. Walaupun dapat terjadi berbagai jenis kehilangan energy gerak, umunnya hambatan yang paling utama adalah akibat gesekan tadi.

Besarnya hambatan aliran karena gesekan sangat tergantung dari kekasaran dinding pipa. Dari hasil berbagai percobaan diketahui bahwa makin kasar dinding pipa makin besar terjadinya penurunan /kehilangan tekanan aliran. Jenis gesekan ini dikenal dengan dengan gesekan aliran dan besarnya tahanan itu sendiri di ukur dengan koefisien gesekan,f.

Pada awalnya percobaab mengenai gesekan aliran dilakukan oleh Froude yang menyimpulkan bahwa :

1) Besarnya gesekan berbanding lurus dengan pangkat dua dari laju aliran

2) Hambatan karena gesekan bervariasi tergantung kepada kekasaran pipa

Hukum darcy tentang penurunan tekanan dalam pipa

Bila aliran mengalir secara merata dalam suatu pipa panjang dengan diameter tertentu (sama di sepanjang pipa) maka besaranya penurunan tekanan karena gesekan dapat dinyatakan dengan persamaam Darcy berikut.(Bird et al,1970,khurmim)