## PENGARUH REYNOLD NUMBER ( RE ) TERHADAP HEAD LOSSES PADA VARIASI JENIS BELOKAN  PIPA ( BERJARI – JARI DAN PATAH )
Mustakim 1) , Abd. Syakura 2)
Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara, Politeknik Tanjungbalai. 1)
Sei Raja Kel. Sei Raj Kec. Sei Tualang Raso - Tanjungbalai Program Studi  Teknik Mesin Politeknik Tanjungbalai. 2)
Sei Raja Kel. Sei Raj Kec. Sei Tualang Raso - Tanjungbalai Email : Mustakim_ok@yahoo.com

## ABSTRAK
Penggunaan belokan pipa  sangat luas seperti pada sistem transportasi perpipaan karena  fleksibilitasnya untuk  jaringan  dan  distribusi.  Pemilihan  variasi  jenis  belokan  pipa    mutlak  dibutuhkan    untuk  mengetahui  jenis belokan yang paling kecil nilai head lossesnya terhadap bilanngan reynold nya. Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah Mengetahui pengaruh reynold number terhadap head losses pada variasi jenis  belokan pipa ( Belokan patah dengan diameter  = 19,05 mm, Belokan yang berjari-jari  dengan R/D = 3,67 dan D = 19,05 mm  dan  R/D  =  1,837  dan  D  =  19,05    mm)  Mengetahui  pengaruh  reynold  number  terhadap  perbedaan  tekanan (pressure drop)  pada variasi jenis belokan pipa                  ( Belokan patah dengan diameter  = 19,05 mm, Belokan yang  berjari-jari    dengan  R/D  =  3,67  dan  D  =  19,05    mm  dan  R/D  =  1,837  dan  D  =  19,05    mm).  Variasi  nilai reynod number yang digunakan adalah 1293,35 sampai 2586,70 Dari hasil penelitian diperoleh bahwa Reynold number sangat mempengaruhi head losses, semakin tinggi reynold number  maka  head  losses  akan  semakin  meningkat.  Pengaruh  reynold  number  pada  daerah  aliran  transisi  lebih besar  jika  dibandingkan  pada  daerah  laminer  Nilai    head  losses  yang  paling  kecil  adalah  pada  jenis  belokan dengan R/D 1,837 dan diameter 19,05, sedangkan nilai head losses  yang terbesar terdapat pada belokan patah.
Kata kunci: Belokan pipa , Head Losses, pressure drop

## PENDAHULUAN
Pada  belokan  pipa  terjadi  penurunan tekanan  ( pressure  drop )  yang  lebih  besar daripada pipa lurus untuk panjang yang sama (  Potter,1997  ).  Semakin  besar  Δp  atau meningkatnya pressure  drop tersebut  dapat menyebabkan  energi  yang  dibutuhkan  untuk mengalirkan fluida juga meningkat. Penurunan  tekanan  yang  terlalu  besar  dapat menyebabkan terjadinya kavitasi dan getaran pada  instalasi  pipa.  Terkait  dengan  fluida, viskositas mempunyai peranan yang penting. Viskositas  juga  sangat  berkaitan  dengan bilangan  Reynolds.  Dengan  diketahuinya  Re jenis  aliran  fluida  dapat  ditentukan  laminer atau turbulen. Dalam aliran laminer kerugian tekanan  pada  aliran  sebanding  dengan kecepatan fluida, tetapi untuk aliran turbulen kerugian tekanan sebanding dengan kecepatan  fluida  pangkat  1,7-2,0  (  White, 1986  ).  Masalah  kerugian  tekanan  dapat dilihat  pula  pada  persamaan  Bernoulli.
Persamaan Bernoulli untuk fluida sesungguhnya menggambarkan keseimbangan energi,
dengan mengikutsertakan  kerugian-kerugian  energi yang terjadi di dalam persamaan tersebut.
Belokan pipa menyebabkan hilangnya energi  pada  aliran  yang  cukup  besar,  hal  ini dikarenakan  pada  belokan  terjadi  pemisahan aliran  dan    turbulensi.  Kerugian  pada  belokan semakin  meningkat  dengan  bertambah  besarnya sudut belokan. Sudut belokan adalah sudut antara saluran  arah  masuk  aliran  terhadap  negatif saluran  arah  keluar  aliran. Losses yang  terjadi pada  belokan  disebabkan  oleh  adanya  aliran sekunder  ( twin eddy /pusaran  ganda).  Ketika fluida  bergerak  pada  belokan  pipa,  muncul  gaya sentrifugal  yang  bekerja  pada  partikel-partikel fluida.  Gaya  sentrifugal  yang  terjadi  sebanding dengan kuadrat kecepatan fluida.  Karena kecepatan  fluida  yang  tidak  seragam,  semakin besar  mendekati  pusat  dan  semakin  mengecil mendekati  dinding,  maka  gaya  sentrifugal  yang bekerja  pada  tengah  arus  jauh  lebih  besar  dari
pada  gaya  sentrifugal  pada  lapisan  batas. Akibatnya  muncul vortex atau swirl yang menyebabkan  rotasi  fluida  dan  menghasilkan aliran  sekunder. Kualitas  pipa dan fitting kecuali di  tentukan  berdasarkan  kualitas  fisik  berupa tampilan  warna,  dimensi,  sistim  koneksi  (ulir atau flange )  dan  lain  sebagainya  ditentukan  pula oleh head  losses apabila  dialiri  fluida.  Semakin besar head  losses semakin  berkurang  kualitas pipa  dan fitting tersebut.  Kualitas  fisik  dapat mudah  dikenali  oleh  konsumen,  namun head losses harus dilakukan penelitian laboratoris (Edi Suhariono,  2008).  Pada  pendistribusian  air sambungan belokan pipa sangat banyak ditemukan baik di industri ataupun di perumahan. Dilihat  dari  jenis  belokannya  terdapat  dua  jenis belokan dalam sambungan pipa, yaitu sambungan belokan  patah  dan  sambungan  belokan  yang berjari-jari.  Dari  kedua  jenis  belokan  tersebut yang sering dan paling banyak ditemukan adalah sambungan  belokan  berjari-jari.  Besarnya head losses pada  sambungan  belokan  pipa  tersebut dipengaruhi oleh beberapa factor, seperti diameter,  debit,  viskositas,  dan  sudut  pada sambungan belokan pipa terse but. Dengan latar belakang  tersebut  perlu  dikaji  pengaruh reynold number terhadap energy losses pada beberapa  bentuk  belokan  pipa.  Tujuan penelitian  adalah  Mengetahui  pengaruh reynold  number  terhadap head  losses pada variasi  jenis    belokan  pipa  ( Belokan  patah dengan  diameter    =  19,05  mm,  Belokan  yang berjari-jari dengan R/D = 3,67 dan D = 19,05 mm  dan  R/D  =  1,837  dan  D  =  19,05    mm) dan  Mendapatkan  jenis  belokan  pipa  yang paling kecil head lossesnya.

## LANDASAN TEORI
Penerapan  pinsip-prinsip  mekanika fluida  dapat  dijumpai  pada  bidang  industri, transportasi  maupun  bidang  keteknikan lainnya. Namun dalam penggunaannya selalu terjadi  kerugian  energi.  Dengan  mengetahui kerugian  energi  pada  suatu  sistem  yang memanfaatkan fluida mengalir sebagai media,  akan  menentukan  tingkat  efisiensi penggunaan  energi.  Pemakaian  variasi  sudut belokan  menyebabkan  perubahan  pada head losses dan pressure  drop .  Semakin  besar
sudut belokan, nilai head losses dan pressure drop yang  dihasilkan  semakin  besar. Head losses dan pressure  drop paling  kecil  terjadi pada sudut 30 0 ( zainuddin, 2012 ).
Yudi  Sukmono  (2009)  melakukan  penelitian tentang  karakteristik  aliran  dua  fase  yang melewati  elbow  90 ⁰ dari  arah  vertikal menuju  horisontal.  Rasio  R/D  =  0,6  dan diameter  dalam  pipa  =  36  mm.  Benard (2006) meneliti  aliran  dua  fase  melewati belokan  90 0 pada  pipa  vertikal  menuju  pipa horisontal  dengan  diameter  dalam  pipa  yang digunakan  adalah  0,026  m. Pressure  drop pada posisi vertical inlet tangent menunjukkan  beberapa  perbedaan  yang signifikan pada pipa vertikal. Karena adanya elbow yang  menyebabkan  aliran inlet terhambat  sehingga  menaikkan  tekanan  dan jumlah  fase liquid pada vertical  inlet  riser dan  perbedaan  struktur  dari flow  regime dibandingkan  dengan  pipa  vertikal  lurus tanpa  adanya  gangguan  belokan.  Sedangkan horizontal outlet  tangent memberikan  hasil yang  sesuai  dengan  literatur  pada  umumnya. Sebuah korelasi empiris untuk pressure drop pada elbow dihasilkan  dari  persamaan Reynolds number . Tetapi penelitian ini hanya terbatas  pada  R/D=0,6539  dan  D  =  24  mm serta  batasan Reynolds  number pada  ReSG= 2000-30000 dan ReSL= 2800-9800.

## METODOLOGI PENELITIAN
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah eksperimen. Pengukuran head losses menggunakan manometer, sedangkan untuk mengukur penurunan tekanan  menggunakan  pressure  gauge  dan diffrensial  pressure.  Pipa  yang  digunakan sebagai spesimen uji adalah pipa PVC.
Variasi  belokan  yang  digunakan  ada  tiga yaitu  (  Belokan  pipa  patah  dengan  diameter =  19,05  mm,  Belokan  yang  berjari-jari dengan  R/D  =  3,67  dan  D  =  19,05    mm  dan R/D = 1,837 dan D = 19,05  mm
Variasi nilai reynod number yang digunakan adalah 1293,35 sampai 2586,70.
Gambar 1. Belokan pipa patah dengan diameter  = 19,05 mm
Gambar 2. Belokan yang berjari – jari  R/D = 1,837 dan D = 19,05  mm)
Gambar 3. Belokan yang berjari-jari dengan R/D = 3,67 dan D = 19,05  mm

## HASIL
Pengaruh Reynold  Number  (  Re  ) Terhadap Head Losses Pada Variasi Jenis Belokan
A. Pengaruh reynold  number terhadap head losses pada belokan patah dengan diameter  ¾”( 19,05 mm )
Head  losses adalah  head  atau kerugian-kerugian  dalam  aliran  pipa  yang terdiri  atas  mayor  losses  dan  minor  losses. Kerugian  mayor  adalah  kehilangan  tekanan akibat  gesekan  aliran  fluida  pada  sistem aliran  dengan  luas  penampang  tetap  atau
konstan.  Kerugian  minor  adalah  kehilangan tekanan  akibat  gesekan  yang  terjadi  pada katup-katup,  sambungan T ee,  sambungan belokan,  dan  pada  luas  penampang  yang tidak  konstan.  Pada  belokan  patah  ini diameter  pipa  yang  digunakan  adalah  19,05 mm  dengan  nilai reynold  number 1293,35 sampai 2586,70.
Gambar 4.Grafik pengaruh reynold number terhadap head losses Pada belokan patah
Dari gambar 4 dapat dilihat pengaruh Re terhadap head  losses ,  dimana  semakin meningkat  nilai reynold  number maka head losses juga  akan  meningkat,  Hal  ini disebabkan  oleh  gesekan  yang  terjadi  antara fluida  dengan  dinding  pipa  atau  perubahan kecepatan yang dialami oleh fluida.
B. Pengaruh reynold  number terhadap head losses pada  belokan  yang  berjari-jari dengan R/D = 3,67 dan D = 19,05 mm Pada  belokan  berjari  –jari  diameter yang  digunakan  sama  dengan  diameter  yang dipakai pada belokan patah yaitu ¾” ( 19,05 mm)  degan  nilai  R/D  3,67.  Variasi nilai reynod  number yang  digunakan  adalah 1293,35  sampai  2586,70.  Dapat  dilihat  dari gambar 5 pengaruh reynold number terhadap head losses , semakin bertambah nilai reynold number maka head losses juga akan semakin
meningkat,  ini  sebabkan  pengaruh  debit fluida  yang  mempengaruhi  kecepatan  rata  – rata  aliran  fluida  sehingga  meningkatkan gesekan  yang  terjadi  antara  fluida  dengan dinding  pipa  atau  perubahan  kecepatan  yang dialami  oleh  fluida.  Pada  nilai  Re  1293,35 head  losses nya  0,05  m  sedangkan  pada    Re 2586,700807 head losses nya mencapai  0,17 m.  Dapat  diperhatikan  pada  daerah  aliran transisi  kenaikan  head  losses  semakin meningkat    bila  dibandingkan  pada  daerah laminer, ini disebabkan karna aliran semakin acak  sehingga  menyebabkan  gesekan  fluida dengan dinding pipa semakin besar.
Gambar 5. Grafik pengaruh reynold number terhadap head losses pada belokan yang berjari-jari  dengan R/D = 3,67 dan D = 19,05 mm
C. Pengaruh reynold  number terhadap head losses pada  belokan  yang  berjari-jari dengan R/D = 1,837 dan D = 19,05 mm Pada  gambar  6.  dapat  dilihat  Grafik pengaruh  reynold number terhadap head losses pada  belokan yang berjari-jari  dengan R/D  =  1,837  dan  D  =  19,05  mm.  ,  Semakin bertambah  nilai  reynold number maka head losses juga  akan  semakin  meningkat,  ini sebabkan  pengaruh debit  fluida yang mempengaruhi  kecepatan  rata  –  rata  aliran fluida  sehingga  meningkatkan  gesekan  yang terjadi antara fluida dengan dinding pipa atau
perubahan  kecepatan  yang  dialami  oleh fluida. Pada nilai Re 1293,35 head losses nya 0,15  m  sedangkan  pada    Re  2586,700807 head  losses nya  mencapai  0,46  m.  Dapat diperhatikan  pada  daerah  aliran  transisi kenaikan  head  losses  semakin  meningkat bila  dibandingkan  pada  daerah  laminer,  ini disebabkan  karna  aliran  semakin  acak sehingga menyebabkan gesekan fluida dengan dinding pipa semakin besar.
Gambar 6. Grafik pengaruh reynold number terhadap head losses pada belokan yang berjari-jari  dengan R/D = 1,837 dan D = 19,05 mm
D. Pengaruh reynold  number terhadap head losses pada variasi jenis belokan Gambar  7  merupakan  perbandingan pengaruh  reynold number terhadap  variasi jenis  belokan    yaitu  belokan  patah  dengan diameter    19,05  mm,  belokan  dengan  jari  – jari    R/D  3,67  dan  diameter  19,05  mm, belokan  dengan  jari  –  jari  R/D  =  1,837  dan diameter  19,05  mm,  dapat  dilihat  semakin bertambah  nilai  reynold number maka head losses akan semakin meningkat. Head losses terbesar  ditunjukan  pada  variasi  belokan patah,  ini  disebabkan  oleh  gesekan  yang terjadi antara fluida dengan dinding pipa atau perubahan  kecepatan  yang  dialami  oleh
fluida  sangat  besar,  ,  pada  sudut  belokan patah  aliran  menjadi  lebih  acak  dan  terjadi aliran  balik.  Pada  nilai  reynold number 1293,35 head losses 0,19 m, sedangkan pada 2586,7 head  losses 0,65  m. Head  losses terkecil  ditunjukan  pada  variasi  belokan dengan  jari  –  jari  R/D  3,67  dan  diameter 19,05  mm  ini  dapat  terjadi  karna  hambatan aliran yang diakibatkan  gesekan yang terjadi antara  fluida  dengan  dinding  pipa  cukup kecil.  semakin  besar  nilai  R/D  maka head losses nya akan semakin menurun.
Gambar 7.  Grafik perbandingan  pengaruh reynold number terhadap Head losses pada variasi jenis belokan.

## KESIMPULAN
Kesimpulan  dari  penelitian  ini  dapat dituliskan sebagai berikut:
1. Reynold  number  sangat  mempengaruhi head  losses ,  semakin  tinggi  reynold number maka head  losses akan  semakin meningkat.
2. Pengaruh  reynold number pada  daerah aliran transisi lebih besar jika dibandingkan pada daerah laminer.
3. Nilai head  losses yang  paling  kecil adalah  pada  jenis  belokan  dengan  R/D
1,837  dan  diameter  19,05,  sedangkan nilai head  losses yang  terbesar  terdapat
pada  belokan  patah.  semakin  besar  nilai R/D maka head losses nya akan semakin menurun.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Haruo  Tahara,  Sularso,  2000. Pompa dan  Kompresor. Penerbit  PT.  Pradnya Pramita, Jakarta.
2. M.  White,  Frank  dan  Hariandja, Manahan.  1988. Mekanika  Fluida (terjemahan). Erlangga, Jakarta.
3. Potter,  Merle,  C,  and  Wiggert,  David, C.  1997, Fluid  Mechanics ;  Prentice-
Hall Inc, New Jersey.
4. Streeter,  Victor  L.  dan  Prijono,  Arko 1988. Mekanika  Fluida  (terjemahan) .
Erlangga, Jakarta.
5. Suhariono,  Edi.  2008. Analisa  Head Losses dan Koefisien Gesek Pada Pipa.
Kalimantan Scientiae.
6. White, Frank. M., 1986, Fluid
Mechanics ;  Mc  Graw  Hill  Book Company, New York.
7. Zainuddin,2012.    Analisa  Pengaruh Variasi  Sudut  Sambungan  Belokan Terhadap Head  Losses Aliran  Pipa, Vol. 2