CD-ROM
Karakteristik getaran pada aliran fluida dalam pipa fleksibel yang mengalami self excited vibration: Penelitian Dosen Muda
Mekanisme terjadinya self excited vibrations diawali dengan adanya perubahan arah aliran
fluida didalam selang saat melewati daerah jepitan (pinch area). Perubahan penampang
selang akan mempengaruhi arah vektor aliran yang menyebabkan aliran fluida tidak stabil
(steady). Pada saat fluida melewati daerah jepitan, terjadi pertukaran energi antara energi
tekanan dan energi kecepatan secara bergantian yang menyebabkan terjadinya fluktuasi
aliran yang berdampak pada munculnya getaran pada selang.
Pada saat rasio jepitan diperbesar, maka amplitudo getaran yang ditunjukkan dengan
simpangan akan mengalami penurunan. Penurunan simpangan atau amplitudo getaran akan
diikuti dengan bertambahnya frekwensi getaran. Hal ini disebabkan oleh energi tekanan
yang dimiliki fluida akan dialihkan menjadi energi kecepatan. Energi tekanan identik
dengan amplitudo sedangkan energi kecepatan identik dengan frekwensi getaran. Pada saat
energi tekanan ditahan oleh beban penjepit maka simpangan getaran akan menurun dan
energi fluida dialihkan menjadi energi kecepatan yang akan meningkatkan frekwensi
getaran.
Analisis model matematis menunjukkan hasil yang berbeda dengan fenomena secara
eksperimental dimana dengan bertambahnya rasio jepitan justru akan menurunkan
frekwensi model. Pada persamaan model matematis hanya menunjukkan perubahan
frekwensi sedangkan amplitudo tidak dapat ditunjukkan atau dianggap konstan. Frekwensi
dipengaruhi oleh besarnya konstanta pegas dan massa beban yang diberikan. Secara teoritis
frekwensi getaran akan berkurang apabila massa yang diberikan bertambah. Selain itu
konstanta elastis sistem ternyata juga mengalami penurunan dengan bertambahnya beban
jepit. Penurunan nilai konstanta elastis sistem sebagai akibat dari berkurangnya volume
fluida yang berada dibawah daerah jepit (pinch) yang ditunjukkan dengan pinch ratio yang
bertambah.
Perubahan momentum aliran juga akan mempengaruhi karakteristik getaran yang
dihasilkan. Gerakan dinding selang naik turun identik dengan amplitudo getaran yang
dihasilkan. Gerakan osilasi dinding selang merupakan kesetimbangan antara gaya potensial
yang dimiliki oleh kekakuan selang dan gaya fluida yang dihasilkan oleh momentum aliran
dengan beban jepit yang diberikan. Dengan meningkatnya flow rate akan meningkatkan
momentum aliran sehingga menghasilkan gerakan osilasi dinding selang yang dinyatakan
sebagai amplitudo yang lebih besar.
Kondisi aliran fluida yang terjadi selama pengujian adalah aliran turbulen. Tetapi kondisi
aliran turbulen ini bukan merupakan penyebab munculnya self excited vibration. Kondisi
aliran yang dapat memunculkan self excited vibration disebut dengan kondisi aliran kritis
yang ditentukan dengan nilai pinch ratio pada selang. Nilai pinch ratio yang menghasilkan
kondisi kritis adalah antara 0.56 s/d 0.59. Kondisi aliran kritis untuk kapasitas aliran yang
besar terjadi pada nilai pinch ratio yang lebih kecil dibandingkan untuk kapasitas aliran
yang kecil.
Kata Kunci : Karakteristik, Self Excited Vibrations, Momentum Aliran
Tidak tersedia versi lain