KE-22 e-ISSN : 2621-5934 p-ISSN : 2621-7112 SUBMISSION 6 Simulasi Numerik Kerugian Energi Pada Siku Pipa Sudirman Lubis 1 1 , Munawar Alfansury Siregar 1 , dan Wawan Septiawan Damanik 1 1 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara, Medan Abstrak. Pipa biasa digunakan untuk mengalirkan fluida seperti gas,cairan atau uap,dari satu tempat. Dalam pembuatan instalasi pipa akan selalu ditemukan berbagai jenis belokan yang akan mengakibatkan kerugian aliran atau kerugian energi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kerugian aliran atau energi yang terjadi pada instalasi pipa dengan belokan 90°, belokan siku, dan belokan 180° dengan variasi kecepatan aliran (v) mulai dari bilangan reynold (Re) 1000 – bilangan reynold (Re) 7000 yang berupa head loss. Dilakukan dengan metode simulasi numerik menggunakan perangkat lunak berbasis metode elemen hingga yaitu Solidworks 2014. Pipa yang digunakan dalam penelitian ini adalah pipa berbahan dasar tembaga dengan nilai kekasaran permukaan 1,5 mikrometer dan dengan ukuran standart Solidworks 2014. Adapun ukuran diameter luar 33,53 mm, diameter dalam 26,77 mm dan panjang pipa yaitu 2 m. Sedangkan fluida yang digunakan dalam penelitian ini yaitu menggunakan air dengan suhu 25 C dengan nilai ro (ƿ) sebesar 997,0 kg/m 3 . Perbandingan bilang reynold (Re) terhadap pressure drop (ΔP) berbanding lurus terhadap pressure drop jika semakin besar bilang reynold maka semakin besar pula nilai pressure drop, nilai perbandingan bilangan reynold (Re) terhadap head loss berbanding lurus yang artinya jika semakin besar bilangan reynold maka head loss (kerugian energi) juga semakin besar. Sedangkan perbandingan bilang reynolds (Re) terhadap koefisien kerugian (k) berbanding terbalik terhadap nilai koefisien kerugian (k). semakin besar bilangan reynoldnya maka nilai koefisien kerugiannya semakin kecil. Kata Kunci- Belokan pipa; Kerugian energi; Simulasi numerik 1. PENDAHULUAN Bentuk - bentuk kerugian energi pada aliran fluida antara lain dijumpai pada aliran dalam pipa. Kerugian- kerugian tersebut diakibatkan oleh adanya gesekan dengan dinding, perubahan luas penampang, sambungan, katup - katup, siku pipa, percabangan pipa dan kerugian - kerugian khusus lainnya. Dengan mengetahui kehilangan atau kerugian energi dalam suatu sistem atau instalasi perpipaan yang memanfaatkan fluida mengalir sebagai media, efisiensi penggunaan energi dapat ditingkatkan sehingga diperoleh keuntungan yang maksimal. Salah satu bagian dari instalasi perpipaan. Dalam penelitian ini yang dilakukan simulasi numerik kerugian energi pada siku pipa. Model numerik satu dimensi berdasarkan asumsi kerugian energi pada siku pipa dikembangkan untuk mengetahui kinerja energi pada pipa. Bentuk - bentuk kerugian energi pada aliran fluida antara lain dijumpai pada aliran dalam pipa. Kerugian-kerugian tersebut diakibatkan oleh adanya gesekan dengan dinding, perubahan luas penampang, sambungan, katup - katup, belokan pipa, percabangan pipa dan kerugian - kerugian khusus lainnya. Dengan mengetahui kehilangan atau kerugian energi dalam suatu sistem atau instalasi perpipaan yang memanfaatkan fluida mengalir sebagai media, efisiensi penggunaan energi dapat ditingkatkan sehingga diperoleh keuntungan yang maksimal. Salah satu bagian dari instalasi perpipaan yang dapat menyebabkan kerugian - kerugian adalah sambungan belokan pipa [1]. Besarnya head losses (kerugian – kerugian energi ) pada sambungan belokan pipa tersebut dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti: diameter aliran, debit, viskositas, dan sudut pada sambungan belokan pipa tersebut. Besarnya head loss yang terjadi tentunya akan mengurangi efisiensi pada aliran fluida. Dengan mempertimbangkan masalah ini maka perlu dilakukan penelitian mengenai pengaruh belokan pipa terhadap kerugian energi (head loss ) dengan metode analisa numerik berbasis komputer yaitu dengan menggunakan perangkat lunak Solidworks 2014 untuk mempermudah proses analisa numeric. fluida merupakan suatu zat / bahan yang dalam keadaan setimbang tak dapat menahan gaya atau tegangan geser ( shear force ). Dapat pula didefinisikan sebagai zat yang dapat mengalir bila ada perbedaan tekanan dan atau tinggi. Suatu sifat dasar fluida nyata, yaitu tahanan terhadap aliran yang diukur sebagai tegangan geser yang terjadi pada bidang geser yang dikenai tegangan tersebut adalah viskositas atau kekentalan / kerapatan zat fluida [2]. Sebagai komponen penting dari pipa pengumpul gas bumi, elbows merupakan salah satu jenis fitting pip a yang digunakan untuk mengubah arah aliran. Sejak pengumpulan jaringan pipa mengangkut gas alam bertekanan tinggi tanpa dehidrasi atau pemurnian, bisa juga ada beberapa gas korosif (CO 2 , H 2 S, dll.) dan beberapa kotoran yang merugikan (air, pasir, dll.) di dalam pipa. Saat media yang diangkut mengalir siku, siku selalu rusak parah karena perubahan besar pola aliran di dalamnya. Secara alami pipa pengumpul gas, siku baja sering dihubungkan ke bagian pipa hulu dan hilir dengan pengelasan. Karena struktur mikro khusus, penampilan material, dan geometri, sambungan las juga merupakan komponen sensitif dalam hal kerusakan internal pipa [3]. Pipa adalah saluran tertutup yang biasanya berpenampang lingkaran yang digunakan untuk mengalirkan fluida dengan tampang aliran penuh (Triatmojo, 1996). Fluida yang di alirkan melalui pipa bisa berupa zat cair atau gas dan tekanan bisa lebih besar atau lebih kecil dari tekanan atmosfer. Apabila zat cair di dalam pipa tidak penuh maka aliran termasuk dalam aliran saluran terbuka atau karena tekanan di dalam pipa sama dengan tekanan atmosfer ( zat cair di dalam pipa tidak penuh ), aliran temasuk dalam pengaliran terbuka. 1 Corresponding author: sudirmanlubis@umsu.ac.id