Bidang keahlian apa saja yang dipelajari oleh fluid engineering

Fluid engineering adalah cabang ilmu teknik yang mempelajari perilaku fluida, termasuk cairan dan gas, serta aplikasinya dalam berbagai sistem teknik. Berikut adalah beberapa topik yang umum dipelajari dalam bidang fluid engineering:

Mekanika fluida: Mekanika fluida merupakan dasar dalam studi fluid engineering. Ini meliputi prinsip-prinsip dasar tentang aliran fluida, kinerja pompa dan turbin, hukum-hukum dasar fluida, dan perhitungan tekanan, kecepatan, dan viskositas fluida.

Aliran fluida: Aliran fluida adalah penelitian tentang bagaimana fluida bergerak dan berperilaku dalam berbagai kondisi. Ini mencakup aliran laminar dan turbulent, distribusi kecepatan aliran, tekanan, gaya, kerugian energi, dan karakteristik aliran di sekitar benda padat.

Transfer panas dan massa: Transfer panas dan massa merupakan aspek penting dalam fluid engineering. Ilmu ini mempelajari perpindahan energi panas dan perpindahan massa dalam fluida, seperti konduksi, konveksi, dan radiasi panas. Pemahaman tentang transfer panas dan massa diperlukan dalam desain peralatan seperti penukar panas, evaporator, dan kondensor.

Dinamika fluida komputasional (CFD): CFD adalah metode numerik yang digunakan untuk memodelkan dan menganalisis aliran fluida. Dalam fluid engineering, CFD digunakan untuk memprediksi perilaku aliran fluida dan menganalisis performa sistem. Hal ini membantu dalam desain dan optimasi peralatan, seperti aerodinamika pesawat terbang, perancangan pompa dan turbin, serta simulasi aliran darah dalam tubuh manusia.

Sistem fluida dan kontrol: Studi mengenai sistem fluida melibatkan pemahaman tentang bagaimana fluida dikontrol dan dikendalikan. Ini mencakup desain dan analisis sistem kontrol untuk mengatur aliran fluida, seperti katup, pengatur aliran, sistem pipa, dan sistem pengendalian tekanan.

Teknik perpipaan: Perpipaan adalah bagian integral dari banyak sistem teknik yang melibatkan transportasi fluida. Pada bidang fluid engineering, belajar tentang teknik perpipaan melibatkan desain, analisis, dan optimasi sistem pipa untuk memastikan aliran fluida yang efisien dan aman.

Aplikasi industri: Fluid engineering digunakan dalam berbagai industri, termasuk industri minyak dan gas, pembangkit listrik, industri kimia, penerbangan, otomotif, dan banyak lagi. Studi dalam bidang ini juga melibatkan pemahaman tentang aplikasi spesifik dalam industri-industri ini.

Selain topik-topik di atas, fluid engineering juga melibatkan penelitian tentang fenomena fluida kompleks, dinamika turbulensi, interaksi fluida-struktur, dan banyak lagi. Ini adalah bidang yang luas dan terus berkembang dengan perkembangan teknologi dan pemahaman ilmiah yang lebih baik tentang perilaku fluida.

cold flow gasifier combustor made from acrylic 
BRIN Serpong

Material akrilik memiliki keunggulan dalam hal transparansinya dan kemudahan dipabrikasi untuk membantu peneliti mengamati aliran fluida yang terjadi.

Seberapa luas penggunaan tabung akrilik dalam laboratorium penelitian ?

Penggunaan tabung akrilik dalam laboratorium penelitian cukup luas dan bervariasi. Tabung akrilik adalah wadah transparan yang terbuat dari bahan akrilik yang tahan terhadap kimia dan memiliki kekuatan yang baik. Berikut adalah beberapa contoh penggunaan tabung akrilik dalam laboratorium penelitian:

1. Kultur Sel: Tabung akrilik sering digunakan dalam kultur sel untuk menumbuhkan sel-sel dalam media yang sesuai. Tabung akrilik transparan memungkinkan pengamatan visual terhadap pertumbuhan sel-sel, diferensiasi, atau interaksi antara sel-sel yang berbeda.

2. Penyimpanan Sampel: Tabung akrilik dapat digunakan untuk menyimpan sampel biologis, seperti darah, plasma, atau serum. Karena tabung akrilik transparan, memudahkan identifikasi dan pengamatan terhadap sampel yang disimpan.

3. Pengujian Kimia: Tabung akrilik dapat digunakan dalam pengujian kimia, seperti reaksi-reaksi berkecepatan tinggi atau pengujian komponen-komponen kimia tertentu. Kekuatan dan ketahanan akrilik terhadap bahan kimia tertentu membuatnya cocok untuk digunakan dalam pengujian ini.

4. Ekstraksi dan Purifikasi: Tabung akrilik sering digunakan dalam proses ekstraksi dan purifikasi sampel, seperti pemisahan berdasarkan gravitasi atau sentrifugasi. Tabung akrilik dapat menampung sampel dan memisahkan komponen berdasarkan perbedaan densitas atau ukuran partikel.

5. Proses Visualisasi: Tabung akrilik digunakan dalam berbagai teknik visualisasi, seperti elektroforesis gel agarosa atau elektroforesis kapiler. Kejernihan akrilik memungkinkan pencitraan yang jelas dan akurat dari pemisahan fragmen DNA, protein, atau molekul lainnya.

6. Studi Ekologi dan Perilaku: Dalam penelitian ekologi dan perilaku, tabung akrilik dapat digunakan sebagai sarana pengamatan terhadap organisme hidup di lingkungan terkontrol. Misalnya, dalam studi perilaku hewan air, tabung akrilik dapat digunakan untuk mengamati interaksi dan aktivitas hewan di dalam air.

7. Penelitian Optik dan Fotografi: Tabung akrilik transparan dan tahan terhadap perubahan optik dapat digunakan dalam penelitian optik dan fotografi. Misalnya, dalam eksperimen optik, tabung akrilik dapat berperan sebagai medium transmisi cahaya yang digunakan untuk mengamati fenomena seperti pembiasan, perambatan gelombang, atau pembentukan gambar.

tabung acrylic untuk pengamatan umpan perilaku rayap

Penggunaan tabung akrilik dalam laboratorium penelitian tergantung pada jenis penelitian yang dilakukan dan kebutuhan spesifik dari penelitian tersebut. Tabung akrilik menawarkan keuntungan transparansi, kekuatan, dan ketahanan terhadap bahan kimia, yang menjadikannya pilihan yang umum dalam berbagai aplikasi penelitian di laboratorium.

Bagaimana menghitung tekanan air pada kolom atau tabung acrylic dengan kedalaman tertentu ?

Untuk menghitung tekanan air pada kedalaman tertentu, Anda dapat menggunakan rumus tekanan hidrostatis. Rumus ini didasarkan pada prinsip bahwa tekanan air meningkat sejalan dengan peningkatan kedalaman di dalam fluida yang tidak bergerak.

Rumus tekanan hidrostatis adalah:

P = ρ * g * h

di mana: P adalah tekanan hidrostatis (dalam pascal atau newton per meter persegi), ρ (rho) adalah massa jenis fluida (dalam kilogram per meter kubik), g adalah percepatan gravitasi (sekitar 9,8 meter per detik kuadrat), h adalah kedalaman (dalam meter).

Dengan menggunakan rumus ini, Anda dapat menghitung tekanan air pada kedalaman tertentu. Pastikan untuk menggunakan satuan yang konsisten dalam perhitungan Anda. Misalnya, jika Anda menggunakan kilogram per meter kubik untuk massa jenis, maka hasil tekanan akan dalam pascal.

acrylic bubble column

Menghitung tekanan air pada kolom akrilik akan membantu anda untuk menentukan pemilihan pompa gelembung udara yang akan digunakan seperti dalam pembuatan bubble column sehingga dipastikan akan menghasilkan tekanan yang cukup untuk memperoleh gelembung udara yang diperlukan.

Perlu dicatat bahwa rumus ini hanya berlaku untuk fluida yang tidak bergerak dan tidak memperhitungkan faktor-faktor seperti suhu dan kompresibilitas fluida. Jika Anda berurusan dengan situasi yang lebih kompleks, seperti fluida yang bergerak atau ketebalan lapisan air yang signifikan, perlu mempertimbangkan faktor-faktor tambahan.

Berapa sih ketahanan panas untuk akrilik ?

Ketahanan suhu plexiglass dapat bervariasi tergantung pada jenis spesifik dari plexiglass yang digunakan. Plexiglass, juga dikenal sebagai akrilik, adalah sejenis plastik yang sering digunakan sebagai pengganti kaca karena kekuatannya, kejernihan, dan kemudahan pemrosesan.

Secara umum, plexiglass memiliki titik leleh sekitar 160-190 derajat Celsius (320-374 derajat Fahrenheit). Namun, penting untuk diingat bahwa plexiglass akan mulai meleleh atau berubah bentuk pada suhu yang lebih rendah daripada titik lelehnya. Oleh karena itu, suhu ketahanan plexiglass sebaiknya tidak melebihi 70-80 derajat Celsius (158-176 derajat Fahrenheit) untuk memastikan integritas dan kestabilannya. 

Selain itu, penting untuk memperhatikan juga bahwa tabung akrilik dapat memiliki ketahanan yang berbeda terhadap suhu tergantung pada kualitas dan ketebalan akrilik yang digunakan. 

shell tube heat exchanger sthe model for lab

Jika Anda membutuhkan penggunaan akrilik/ plexiglass dalam aplikasi yang melibatkan suhu tinggi, sebaiknya mempertimbangkan alternatif plastik transparan lain seperti polikarbonat yang memiliki ketahanan suhu yang lebih tinggi.

Namun, penting untuk selalu mengacu pada spesifikasi produsen atau konsultasikan dengan ahli untuk memastikan ketahanan suhu yang tepat dari jenis plexiglass yang Anda gunakan, karena sifat-sifat dapat bervariasi antara berbagai merek dan kualitas plexiglass/ akrilik.

Apakah pipa atau tabung akrilik tahan terhadap tekanan fluida

pressure chamber

Pipa akrilik umumnya memiliki ketahanan yang baik terhadap tekanan, terutama dalam aplikasi yang melibatkan tekanan rendah hingga sedang. Namun, perlu dicatat bahwa ketahanan terhadap tekanan pipa akrilik akan tergantung pada beberapa faktor, termasuk ketebalan pipa, ukuran pipa, dan kondisi penggunaan yang spesifik.

Pipa akrilik biasanya digunakan dalam sistem pengaliran fluida yang tidak melibatkan tekanan tinggi, seperti sistem pengaliran air, sistem pernapasan akuarium, atau pipa-pipa ventilasi. Mereka juga sering digunakan dalam aplikasi dekoratif, seperti pipa-pipa pameran atau instalasi seni.

Untuk aplikasi yang melibatkan tekanan yang lebih tinggi atau tekanan dinamis, pipa akrilik mungkin tidak cocok atau membutuhkan perkuatan tambahan, seperti lapisan fiber atau penggunaan pipa akrilik yang lebih tebal. Penting untuk mempertimbangkan batasan kekuatan dan tekanan maksimum yang diberikan oleh pabrik pembuat pipa akrilik dan mematuhi panduan dan rekomendasi penggunaan yang disediakan.

Jika Anda memiliki kebutuhan khusus dalam hal kekuatan dan ketahanan terhadap tekanan, disarankan untuk berkonsultasi dengan produsen atau ahli teknis yang berpengalaman dalam penggunaan pipa akrilik untuk memastikan bahwa pipa tersebut sesuai dengan persyaratan aplikasi dan beban tekanan yang diharapkan.

Pig launcher

Pig Launcher (Sungov Engineering)

Alat pig launcher, juga dikenal sebagai pigging launcher, adalah komponen dalam sistem pipa yang digunakan untuk memasukkan dan meluncurkan alat pig (penghalang) ke dalam pipa. Pig launcher merupakan bagian penting dari teknik pigging, yang merupakan proses penggunaan alat pig untuk membersihkan, memeriksa, atau memelihara pipa.

Alat pig launcher terdiri dari sebuah perangkat yang terpasang pada pipa dengan pintu atau klep yang dapat dibuka. Saat melakukan pigging, alat pig ditempatkan di dalam pig launcher dan ditekan menggunakan media yang sesuai seperti udara, gas, atau cairan. Ketika pintu atau klep pada pig launcher dibuka, tekanan yang diberikan akan mendorong alat pig meluncur ke dalam pipa dengan kecepatan yang diinginkan.

Fungsi utama alat pig launcher adalah sebagai berikut:

1. Memasukkan pig: Alat pig launcher memungkinkan alat pig dimasukkan ke dalam pipa dengan aman dan terkendali.

2. Memberikan tekanan: Alat pig launcher memberikan tekanan yang diperlukan untuk mendorong alat pig melalui pipa dengan kecepatan yang diinginkan.

3. Mengarahkan aliran: Pig launcher mengarahkan aliran fluida yang mengikuti alat pig melalui pipa, baik itu untuk membersihkan, memeriksa, atau melakukan tugas lainnya.

4. Pengendalian operasi: Alat pig launcher dilengkapi dengan sistem pengendalian yang memungkinkan operator untuk mengontrol proses peluncuran pig dengan aman dan efektif.

Setelah alat pig meluncur ke dalam pipa, pig launcher akan menutup pintu atau klepnya untuk menjaga aliran normal pipa tetap terjaga. Pig yang diluncurkan akan melakukan tugasnya, seperti membersihkan kerak, memeriksa korosi, atau mengendalikan aliran fluida. Setelah selesai, pig mungkin akan dikeluarkan dari pipa menggunakan alat pig receiver yang terpisah.

Alat pig launcher umumnya digunakan dalam industri minyak dan gas, pipa pengangkutan cairan, dan sektor-sektor lain yang memanfaatkan teknik pigging untuk menjaga, membersihkan, dan memeriksa pipa dengan efisien.

Model Pig Launcher Berbahan Acrylic 

Falling Head Permeability Test

Uji permeabilitas falling head adalah salah satu metode yang digunakan untuk menentukan permeabilitas suatu sampel tanah. Uji ini dilakukan di laboratorium untuk mendapatkan perkiraan nilai permeabilitas suatu tanah, yang penting dalam studi hidrogeologi dan rekayasa geoteknik.

Dalam uji permeabilitas falling head, sebuah silinder berisi sampel tanah ditempatkan di dalam permeameter, yang merupakan alat yang memungkinkan air mengalir melalui sampel dengan kondisi yang terkontrol. Permeameter terdiri dari sebuah kolom dengan sampel tanah dan dua wadah air, satu di bagian atas dan satu di bagian bawah kolom. Tinggi air dalam wadah atas awalnya lebih tinggi daripada wadah bawah, menciptakan gradien tekanan yang mendorong aliran air melalui sampel tanah.

Selama uji permeabilitas falling head, air mengalir melalui sampel tanah, dan tinggi air dalam wadah atas secara bertahap menurun seiring waktu karena air mengalir melalui tanah. Dengan mengukur perubahan tinggi air seiring waktu, dan mengetahui dimensi sampel tanah dan permeameter, permeabilitas tanah dapat dihitung menggunakan Hukum Darcy, yang menghubungkan laju aliran, luas penampang, dan gradien hidrolik.

model alat uji falling head permeability

                 (dengan sampel campuran beton kasar terkompaksi  untuk konstruksi jalan serap air)

Prosedur umum dari uji permeabilitas falling head meliputi langkah-langkah berikut:

1. Mempersiapkan sampel tanah yang telah dikompaksi atau diuji dengan ukuran dan kepadatan yang sesuai.
2. Menempatkan sampel tanah di dalam permeameter dan memastikan tidak ada celah atau kebocoran di sekitar sampel.
3. Mengisi wadah atas dengan air hingga level air lebih tinggi dari level air di wadah bawah.
4. Merekam waktu saat level air mulai turun dan mengukur perubahan tinggi air secara berkala.
5. Menghitung permeabilitas menggunakan persamaan Darcy's Law, dengan memperhatikan dimensi sampel dan permeameter.

Uji permeabilitas falling head cocok untuk tanah dengan permeabilitas rendah hingga sedang. Hasil dari uji ini memberikan informasi mengenai seberapa mudah air dapat mengalir melalui tanah tersebut, yang penting dalam perencanaan rekayasa sipil, manajemen air tanah, dan pengembangan sumber daya air.