VII AERO-HIDRODINAMIS.ppt
-
Upload
paul-coleman -
Category
Documents
-
view
63 -
download
6
Transcript of VII AERO-HIDRODINAMIS.ppt
-
SIFAT AERO-HIDRODINAMIS 1 Drag koefisienBenda terkena aliran fluida :Tekanan di atas produk < P akibatnya tekanan turun ~ diberi simbol PTekanan di bawah produk > P akibatnya tekanan naik dan diberi symbol + PPada permukaan benda ada gaya geser yang bekerja tangensial pada permukaan arah aliran
-
Gaya yang bekerja pada benda hasil resultante antara FL (Force of lift/gaya angkat) dan FD (Force of drag/gaya geser) FD = CD Ap fV2/2 (1) FL = CL Ap fV2/2 (2) Ap = luas proyeksi benda, f = densitas massa fluida V = kecepatan relatif fluidaHasil pertanian orientasinya random Fr = C Ap f V2 ..(3) C = drag koefisien keseluruhan
-
Aliran laminer variasi densitas kecil dan gaya viskus mempengaruhi aliran ~ gaya/tekanan drag diabaikanAliran turbulen tidak ada gaya viskus yang mempengaruhi aliran ~ frictional drag diabaikan. - Frictional drag aliran laminer (Re4500) Cf = 0,455/(log Re)2,58 (5)
Re (bilangan Reynold = V df / .(6) d = dimensi efektif benda (misalnya panjang plat atau diameter bola)
- Daerah transisi 2100
-
2 Kecepatan terminal Benda jatuh bebas mencapai kecepatan terminal (Vt) yg konstan~ dimana gaya percepatan gravitasi (Fg) sebanding dengan gaya ke atas (Fr) Bila kecepatan terminal telah dicapai Bj partikel > fluida~ partikel akan turun BJ partikel< fluida ~ partikel akan turunBila aliran udara digunakan untuk memisahkan produk dari bahan asing kecepatan terminal semua bahan akan menentukan kisaran kecepatan udara ~ berpengaruh terhadap pemisahan antara produk dengan bahan asing
-
Fg = FrBila V (kec partikel) = Vt (kec terminal), maka : mp g [(p-f)/ p] = C Ap f Vt2 Vt =[ 2 W (p-f) / p f Ap C]1/2 . (10) C = 2 W (p-f) / Vt2 Ap p f ..(11) g = percepatan gravitasi ft/dtk2 p = densitas fluida lb dtk/ft4 mp = massa partikel lb dtk2/ft f = densitas partikel lb dtk/ft4 Ap = luas areal proyeksi ft2 W = berat partikel lb(Catatan : C adalah nilai drag koefisien, biasanya C = CD + Cf, Cf diabaikan)
- Untuk benda bulat : Ap = (/4)dp2, W =(/6) p g dp3, maka : Vt = [4 g dp (p-f) / 3 f C]1/2 . (12)Untuk aliran laminer, Re
-
2.1 Penghitungan kecepatan terminal dari hubungan jarak-waktu Benda jatuh bebas di udara gaya yang bekerja : perbedaan gaya gravitasi (mg) dengan gaya resultan/drag force (kv2) dimana k = C A f.Gaya yang bekerja pada benda tersebut juga setara dengan mdv/dt. mdv/dt = mg kv2 atau dv/dt= g (1-kv2/mg)Apabila k/mg =a2, kemudian diintegrasikan: dv/ (1 - a2v2) = gdt 1/2a ln(1+av)/(1-av) = gt + c
-
Pada kondisi awal (t=0, V=0, c=0) maka (1+av)/(1-av) = e2agtV = (1/a) [(e agt e -agt) / (e agt + e -agt)]V = ds/dt = (1/a) [(e 2agt 1) / (e 2agt + 1)] = 1/a tan h agtds =[1/a (ag)] tan h agt (agdt)s = jarak, t = waktu, sehinggaS = 1/a2g ln cos h agt + C2(perlu diingat bahwa pada awal kondisi t=0, s=0 dan C2=0)
-
Aplikasi udara digunakan sebagai fluida, densitas udara (f) sangat kecil dibandingkan dengan densitas produk (p), densitas udara diasumsikan = 0.Persamaan 10 dapat disederhanakan Vt = (2W/f Ac)1/2 = (W/ f Ac)1/2 = (W/k)1/2, sehingga k = W/Vt2 a2= k/mg= (W/Vt2)/mg = 1/Vt2Hubungan antara jarak, waktu dan kecepatan terminal menjadi : S = (Vt2/g) ln cos h (g/Vt)t
-
Penetuan kec terminal :Data ekasperimen waktu vs jarak benda jatuh bebas di udara diplotkan untuk memperoleh kurva waktu-jarakBila ketinggian benda jatuh cukup untuk mencapai kecepatan terminal kurvanya berbentuk linier Besarnya kecepatan terminal = kemiringan (slope) dari garis linier kurva Bila tidak/belum linier, persamaannya S = (Vt2/g) ln cos h (g/Vt)t
-
Jarak
Vt
Waktu Ploting jarak vs waktu benda jatuh untuk mengetahui kecepatan terminal
-
2.2 Aplikasi pada produk pertanian (Pemisahan dari benda asing)Tabel Kisaran beberapa sifat fisik dan kecepatan terminal dari gandum dan kedelai.
Sifat GandumKedelaiBerat (lb x 106)DensityBulk densityLuas lintang (in x 104)Kecepatan terminal 50,8462,4 77,435,6 49,262 91
19 - 30 233 41974,3 77,443,1 43,6240 470
30 60
-
Menggunakan dasar prinsip aerodinamis dilakukan pemisahan biji yang baik secara pneumatis dari bahan asing( seperti : biji pecah, batu, daun, ranting, akar dll) diperoleh contoh data : - kecepatan udara 21 ft/dtk = daun, ranting dan akar terpisah - kecepatan udara 40-65 ft/dtk = biji pecah terpisah 80%, tanpa kehilangan biji utuh - batu = pemisahannya perlu kecepatan udara 26-80 ft/dtk, sehingga sulit memisahkan batu hanya dengan sifat aerodinamis
-
% pemisahan
100 375 1 = biji kedelai 2 150 2 = jerami/ranting
25 3 = kulit biji
0 20 40 60 Kec udr ft/dtkPersen pemisahan biji kedelai dengan udara
-
% pemisahan
100 375 1 = biji gandum 2 150 2 = jerami
25 3 = sekam
0 10 20 30 Kec udr ft/dtkPersen pemisahan biji gandum dengan udara