Pengukuran Bilangan Reynold untuk Aliran Produk Pangan Cair

8/10/2019 Pengukuran Bilangan Reynold untuk Aliran Produk Pangan Cair

1/14

LAPORAN PRAKTIKUM

SATUAN OPERASI

ACARA V

PENGUKURAN BILANGAN REYNOLDUNTUK

ALIRAN PRODUK PANGAN CAIR

OLEH

PUTRI SYAWAL EKA FITRI

J1B013086KELOMPOK 10

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRI

UNIVERSITAS MATARAM

2014


2/14

HALAMAN PENGESAHAN

Laporan ini dibuat sebagai syarat untuk menyelesaikan mata kuliah Satuan

Operasi.

Mataram, 13 Desember 2014

Mengetahui,

Co.Ass Praktikum Satuan Operasi

Andriani Gamar Riza Rohulilla

J1B012013

Praktikan,

Putri Syawal Eka Fitri

J1B013086


3/14

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Seiring berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi mengakibatkan

perkembangan yang terjadi pada produk-produk pangan di Indonesia. Produk-

produk pangan yang ada di Indonesia terdiri dari produk makanan dan minuman.

Produk minuman terdiri dari produk yang berbentuk cairan encer dan cairan

kental. Dalam proses pembuatan produk cairan tersebut tentu saja membutuhkan

bantuan dari bilangan Reynold dalam proses pengalirannya. Dalam hal ini juga

dibutuhkan pemahaman tentang ilmu penerapan mekanika fluida.

Bilangan Reynold merupakan salah satu bilangan tak berdimensi yang

paling penting dalam mekanika fluida dan digunakan untuk memberikan kriteria

dan untuk menentukan dynamic similitude. Pola aliran yang mirip secara

geometris, mungkin pada fluida yang berbeda dan laju alir yang berbeda pula,

memiliki nilai bilangan tak berdimensi yang relevan, keduanya disebut memiliki

kemiripan dinamis. Oleh karena itu dilakukannya praktikum tentang bilangan

Reynoldini.

1.2.Tujuan Praktikum

Praktikum ini dilakukan dengan tujuan untuk mempelajari aliran yang

melalui pipa kapiler dan untuk mengetahui arti aliran laminar dan turbulen dan

menentukan kecepatan transisi antara kedua aliran.
http://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_tak_berdimensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_tak_berdimensi


4/14


5/14

Aliran dimana pergerakan dari partikel-partikel fluida sangat tidak menentu

karena mengalami percampuran serta putaran partikel antar lapisan, yang

mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian fluida kebagian fluida

yang lain dalam skala yang besar. Dalam keadaan aliran turbulen maka turbulensi

yang terjadi membangkitkan tegangan geser yang merata diseluruh fluida

sehingga menghasilkan kerugian-kerugian aliran. Apabila dalam sebuah fluida

dalam saluran terbuka mempunyai nilai bilangan Reynold lebih dari 4000 maka

aliran tersebut termasuk aliran turbulen. Sedangkan dalam saluran tetutup dalam

pipa, aliran tersebut merupakan aliran turbulen apabila mempunyai bilangan

Reynold lebih dari 1000. Aliran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran

laminar ke aliran turbulen (Kartasapoetra, 1986).

2.4. Pengertian Viskositas Fluida

Viskositas fluida merupakan ukuran ketahanan sebuah fluida terhadap

deformasi atau perubahan bentuk. Viskositas dipengaruhi oleh temperatur,

tekanan, kohesi dan laju perpindahan momentum molekularnya. Viskositas zat

cair cenderungmenurun dengan seiring bertambahnya kenaikan temperatur hal ini

disebabkan gaya-gaya kohesi pada zat cair bila dipanaskan akan mengalami

penurunan dengansemakin bertambahnya temperatur pada zat cair yang

menyebabkan berturunya viskositas dari zat cair tersebut (Wordpress, 2012).


6/14

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1. Waktu dan Tempat Praktikum

Praktikum ini dilaksanakan pada hari Minggu, 30 November 2014 di

Laboratorium Teknik dan Konservasi Lingkungan Pertanian Fakultas Teknologi

Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram.

3.2. Alat dan bahan Praktikum

3.2.1.

Alat-alat PraktikumAlat-alat yang digunakan pada praktikum ini antara lain adalah satu set

pipa aliran kapiler, bak penampung atau ember, suntikan, stopwatch, dan gelas

ukur.

3.2.2.

Bahan-bahan Praktikum

Bahan-bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah air dan zat warna.

3.3. Prosedur Kerja

Adapun langkah-langkah kerja yang dilakukan pada praktikum adalah

sebagai berikut:

1. Disiapkan peralatan praktikum.

2. Dialirkan air didalam pipa kemudian dicampur dengan zat pewarna.

3. Dilakukan percobaan untuk aliran laminar, transisi, dan turbulen.

4. Diulang masing-masing perlakuan sebanyak tiga kali ulangan.

5. Dihitung bilanganReynold untuk setiap aliran.


7/14

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

4.1. Hasil Pengamatan

Tabel 5.1 Pengamatan Aliran Laminer, Transisi dan Turbulen

AliranVolume (ml) Volume

Rata-rata (ml)Re

1 2 3

Laminer 580 400 480 486,67 1.492,54

Transisi 660 600 560 606,67

Turbulen 800 790 790 793,33 17.164,17

4.2. Hasil Perhitungan

Diketahui: = 1kg/m3

D = 0,02 m

r = 0,01 m

A = r2 = 3,14.10-4m2

= 0,0804.10-6 Ns/m2

Ditanya: a. Debit (Q) = ?

b. Kecepatan (V) = ?

c. Bilangan Reynold (Re) = ?

Penyelesaian

1. Aliran Laminer

Volume rata-rata = 4,87 x 10-4m3

Waktu (t) = 27,07 s

a. Q =volume rata-rata

waktu

=1

-m

s

= 11-

m3/s

b. V =

A


8/14

=11

-m

11-

s

= m/s

c. Re =v

=1

1-

= 1

2. Aliran Transisi

Volume rata-rata = 6,07 x 10-4m3

Waktu (t) = 13 s


waktu

=

1-m

1

= 1-

m3/s

b. V =

A

=1

-

11-s

= 0,14m/s

c.

Re =v

=11

1-

= 3.428,59


9/14

3. Aliran Turbulen

Volume rata-rata = 7,93 x 10-4

m3

Waktu (t) = 3,67 s


waktu

=1-m

s

= 11-m3/s

b. V =

A

=11-

11-

= 0,69 m/s

c. Re =v

=1

1-

= 111


10/14

BAB V

PEMBAHASAN

Bilangan Reynoldmerupakan besaran fisis yang tidak berdimensi.

Bilangan ini dipergunakan sebagai acuan dalam membedakan aliran laminier dan

turbulen di satu pihak, dan di lain pihak dapat dimanfaatkan sebagai acuan untuk

mengetahui jenis-jenis aliran yang berlangsung dalam air. Hal ini didasarkan pada

suatu keadaan bahwa dalam satu tabung/pipa atau dalam satu tempat mengalirnya

air, sering terjadi perubahan bentuk aliran yang satu menjadi aliran yang lain.

Perubahan bentuk aliran ini pada umumnya tidaklah terjadi secara tiba-tiba tetapi

memerlukan waktu antara, yakni suatu waktu yang relatif pendek dengan

diketahuinya kecepatan kritis dari suatu aliran. Kecepatan kritis ini pada

umumnya akan dipengaruhi oleh ukuran pipa, jenis zat cair yang lewat dalam pipa

tersebut (Anonim, 2009).

Aliran laminar didefinisikan sebagi aliran dengan fluida yang bergerak

dalam lapisan-lapisan, atau lamina-lamina, dengan satu lapisan meluncur secara

lancar pada lapisan yang bersebelahan dimana saling tukar momentum secara

molekuler. Aliran untuk menuju arah kestabilan dan turbulensi diredam oleh gaya-

gaya viskos yang memberikan tahanan terhadap gerakan relatif lapisan-lapisan

fluida yang bersebelahan. Pada aliran turbulen terdapat gerak partikel fluida yang

sangat tidak menentu, dimana momentum dalam arah melintang yang sangat

kelihatan. Berdasarkan hasil percobaan dan perhitungan diperoleh tiga jenis aliran

yaitu aliran laminar mempunyai bilangan Re kurang dari 2300 yaitu 1,

aliran turbulen mempunyai bilangan Re lebih dari 4000 yaitu 111dan alirantransisi mempunyai bilangan Re antara 2300-4000 yaitu 3428,59. Aliran yang

dilakukan pada praktikum ini membuktikan bahwa hasil Re pada masing-masing

perhitungan tiga jenis aliran tersebut sesuai dengan teori yang ada. Ini dapat

menunjukkan bahwa perbandingan antara teori dengan pengujian terjadi

kesignifikan walaupun nilai Reynold yang dihasilkan masing-masing aliran

berbeda dan dikarenakan aliran yang ditampung dalam tampungan sedikit dan

juga dapat dikarenakan oleh besarnya aliran yang mengalir pada selang. Parameter


11/14

bilangan Reynold dapat dikatakan sebagai perbandingan gaya lembam terhadap

gaya viskos. Untuk nilai Re yang besar menunjukkan bahwa aliran tersebut sangat

turbulen dimana kerugian sebanding dengan kuadrat kecepatan. Untuk Re yang

menengah maka akibat- akibat inersia maupun viskositas keduanya berperan,

dimana perubahan viskos akan dapat mengubah distribusi kecepatan serta

tahanan terhadap aliran. Untuk aliran dengan nilai Re yang sama, maka dua

sistem konduit tertutup yang serupa secara dinamik akan mempunyai

perbandingan kerugian terhadap tingginya kecepatan yang sama. Reynold

membedakan aliran laminar dan aliran turbulen menurut kecepatan alirannya yang

disebut dengan kecepatan kritis dariReynold.

Reynoldmelakukan percobaan-percobaan dimana kecepatan kritis Reynold

sebanding dengan viskositas kinematisnya () dan berbanding terbalik dengan

diameter pipanya. Vcr sama dengan K, dimana K adalah konstanta

kesebandingan tanpa satuan yang harganya sama untuk semua zat cair dan gas

pada setiap penampang pipa. Praktikum yang telah dilakukan mempunyai debit

yang kecil dan arus zat warna bergerak melalui tabung itu menuruti garis lurus,

dimana hal tersebut nenunjukan bahwa alirannya laminar. Aliran yang

mempunyai debit yang besar dan arus zat warna begerak melalui tabung menuruti

garis lurus dengan sedikit lambat disebut dengan aliran transisi. Kemudian aliran

yang mempunyai debit yang sedang dan arus zat warna bergerak melalui tabung

menuruti garis lurus dengan cepat disebut sebagai aliran turbulen. Dengan

dinaikannya laju aliran, maka naiklah bilangan Reynold, karena konstan dan V

berbanding lurus dengan laju aliran.

Produk pangan cair yang beredar di pasaran sangat banyak jenisnya.

Produk pangan cair memiliki bermacam jenis yang dibedakan berdasarkan

kekentalan dari cairan produk tersebut. Contoh produk pangan yang menggunakan

prinsip sesuai aliran fluida antara lain proses pembuatan kecap, pembuatan saos,

pembuatan selai, pembuatan keju, pembuatan coklat yang menggunakan prinsip

kerja aliran laminar. Contoh pangan cair lainnya adalah pada pembuatan minuman

teh, kopi, ekstrak buah dan susu. Produk tersebut menggnakan prinsip kerja aliran

fluida.


12/14

BAB VI

PUNUTUP

6.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan yang telah dilakukan pada

praktikum ini, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1.

Aliran laminar terjadi pada bilangan Reynoldkurang dari 2300 yaitu 1

dengan debit yang kecil.

2. Aliran transisi terjadi bilangan Reynold antara 2300-4000 yaitu 3428,59

dengan debit yang sedang.

3. Aliran turbulen terjadi bilangan Reynoldlebih dari 4000 yaitu 3428,59 dengan

debit yang besar.

4.

Aliran laminar adalah aliran yang bergerak dalam lapisan-lapisan atau lamina-

lamina, tukar menukar momentum secara molekuler saja.

5. Aliran turbulen adalah aliran yang bergerak tidak beraturan sehingga tidak

terlihat lamina-laminanya.

6.

Pengujian didapatkan nilai bilanganReynoldyang paling besar pada aliran

turbulen yaitu sebesar 3428,59.

6.2. Saran

Sebaiknya alat atau bahan yang digunakan sesuai dengan yang telah

diberitahukan, agar tidak adanya bahan atau zat warna yang tidak terpakai.


13/14

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2009. Mekanika Fluida 1. Scribd.com. (Diakses tanggal 07 Desember

2014).

Halliday, D & Resnick, R. 1990 .Fisika Jilid 1. Erlangga. Jakarta.

Kartasapoetra, A.G. dan Sutedjo Mulyani. 1986. Teknologi Pengairan Pertanian.

Penerbit Bina Aksara. Jakarta.

Suharto, 1991. Dinamika dan Mekanika untuk Perguruan Tinggi. Rineka Cipta.

Jakarta.

Wordpress, 2012. Bilangan Reynold. http://catetankuliah.blogspot.com. (Diakses

tanggal 07 Desember 2014).
http://catetankuliah.blogspot.com/2009/05/http://catetankuliah.blogspot.com/2009/05/


14/14

Documents

Pengukuran Bilangan Reynold untuk Aliran Produk Pangan Cair