Download - Mekflu 1.docx

8/18/2019 Mekflu 1.docx

1/35

LAPORAN PRAKTIKUM

SI- MEKANIKA FLUIDA

Diajukan untuk memenuhi syarat kelulusan Tahap Sarjana


2/35

Kelompok 16

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDRAULIKA

SEMESTER 1 TAHUN 2013/2014

Diajukan untuk memenuhi syarat kelulusan Tahap Sarjana

MekanikaFluida

KehilanganTinggiTekanpadaAliranMelaluiPipa

TumbukanAkibaPan!aranFluida

AliranMelalui"enurimeer

O#b$uneRe%n$ld

&idraulika

AliranMelaluiAmbang

PinuS$r$ngdan Air L$n!a

Di#u#un$leh

Kel$mp$k '(

M$hammad Ar)ianFari*i '+,',+(

.inda Diana Sari '+,',(/

Dian Pur0$Sapur$ '+,',1

Kh$lidSamh$hana '+,',1/

A#i#enMuhammad Kali)ardi'+,'',2+

LA3ORATORIUM REKA4ASA SUM3ER DA4A AIR

PRO5RAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LIN5KUN5AN

INSTITUT TEKNOLO5I 3ANDUN5

,'6

2


3/35

Kelompok 16

Kata Pengantar

Pu7i #%ukur kehadira Allah S.T aa# berka8 rahma8 au)ik #era hida%ah-

N%a8 lap$ran prakikum Mekanika Fluida ini dapa di#ele#aikan dengan baik9

Lap$ran ini merupakan ha#il peng$lahan daa be#era anali#i# %ang kami ermukan

#elama mengikui prakikum9 Lap$ran ini diuli# dengan daa apa adan%a8 anpa

manipula#i apapun9 Terkai dengan #ele#ain%a lap$ran ini8 kami mengu!apkan

erima ka#ih kepada :

'9 K$$rdina$r dan A#i#en prakikum kami

9 Tekni#i di lab$ra$rium %ang membanu kami unuk mendapakan daa

prakikum

69 D$#en maa kuliah mekanika )luida dan hidraulika

29 Orang ua %ang elah memberikan dukungan m$ril #elama pembuaan

lap$ran ini

+9 Semua pihak %ang uru membanu er#ele#aikann%a lap$ran ini dan idak

dapa penuli# #ebukan #au per#au

3ila dalam penuli#an lap$ran erdapa ke#alahan8 iu #emua merupakan hal

%ang idak di#enga7a dan m$h$n maa) %ang #ebe#ar-be#arn%a8 #ehingga kriik dan

#aran %ang mendukung #anga kami harapkan9

Ban!ng" N#$e%&er 2013

Ke'#%(#) 1*

3


4/35

Kelompok 16

DAFTAR ISI

Ha'a%an

Le%&arPenge+a,an---------------------------------------------------------------------------------------------------------..

Kata Pengantar---------------------------------------------------------------------------------------------------------------...

Datar I+.--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------.$

DatarGa%&aranGra.)----------------------------------------------------------------------------------------------$..

DatarTa&e'----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------.

BAB I KEHILANGAN TINGGI TEKAN PADA ALIRAN MELALUI PIPA----------1

'9' Pendahuluan999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999'

'9 Tu7uanPrakikum99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999'

'96 Ala-alaPer!$baan99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999

'92 Da#arTe$ridanPenurunanRumu#99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999

'929' Prin#ipKer7a3angku&idr$lik999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999

'929 Rumu#-rumu#999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999992

'9299' Rumu# 3ern$ulli9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999992

'9299 Rumu# Re%n$ld#999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999+

'92996 Kehilangan Tinggi Tekan pada Pipa Luru#99999999999999999999999999999999999999(

'92992 Kehilangan Tinggi Tekan Akiba Ek#pan#i Tiba-iba99999999999999999999999/

'9299+ Kehilangan Tinggi Tekan K$nrak#i Tiba-iba9999999999999999999999999999999'2

'9299( Kehilangan Tinggi Tekan Akiba Tikungan999999999999999999999999999999999999'/

'9+ Pr$#edur Per!$baan99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999,

'9( ;$n$h Perhiungan99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999,'91 5ra)ik dan Anali#i#9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999996/

'9/ Ke#impulan dan Saran999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999926

'9/9' Ke#impulan99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999926

'9/9 Saran999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999922

'9< Re)eren#i99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999922

BAB II TUMBUKAN AKIBAT PANARAN FLUIDA--------------------------------------------4

9' Pendahuluan99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999992+

9 Tu7uanPer!$baan9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999992(96 Ala-ala Prakikum999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999992(

92 Da#ar Te$ri dan Penurunan Rumu#99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999921

929' 3e#ar 5a%a Piringan =5a%a Perhiungan>999999999999999999999999999999999999999999999999921

929 3e#ar 5a%a %ang Menumbuk Piringan =5a%a Pengukuran>99999999999999999999992/

9+ Pr$#edur Per!$baan999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999992<

9( Peng$lahan Daa9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999+'

91 5ra)ik dan Anali#i#999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999+(

9/ Ke#impulan dan Saran9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999+/

9/9' Ke#impulan99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999+/

4


5/35

Kelompok 16

9/9 Saran 9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999+<

9< Re)eren#i999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999+<

BAB III ENTURIMETER

69' Pendahuluan9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999(,

69 Tu7uan Per!$baan99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999(,

696 Ala-ala Prakikum99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999(,

692 Da#ar Te$ri dan Penurunan Rumu#999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999('

69+ Pr$#edur Per!$baan99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999(

69( ;$n$h Perhiungan99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999(6

691 5ra)ik dan Anali#i#999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999((

69/ Ke#impulan dan Saran9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999(/

69< Re)eren#i999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999(/

BAB I OSBORNE RENOLD-----------------------------------------------------------------------------------*5

29' Pendahuluan9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999(<

29 Tu7uan Per!$baan99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999(<

296 Ala-ala Per!$baan dan 5ambar Ala Per!$baan999999999999999999999999999999999999991'

292 Pr$#edur Per!$baan999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999991

29+ ;$n$hPerhiungan99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999916

29+9' Menghiung Nilai Debi =?>9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999916

29+9 Menghiung nilai ke!epaan aliran =@>9999999999999999999999999999999999999999999916

29+96 MenghiungNilai raa-raa debi dan ke!epaan aliran9999999999999999999916

29+92 Menghiung nilai bilangan re%n$ld#9999999999999999999999999999999999999999999999912

29+9+ Menghiung nilai ge#ekan =)> unuk iap aliran999999999999999999999999999999912

29( Peng$lahan Daa 999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999991+

291 Anali#i# Daa 99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999991(

29/ Ke#impulan dan Saran999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999911

29/9' Simpulan 9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999911

29/9 Saran 9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999911

29< Re)eren#i99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999911

BAB HIDRAULIKA

BAB I ALIRAN MELALUI AMBANG 6AMBANG TA7AM DAN LEBAR8---------95

'9' Pendahuluan9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999991<

'9 Tu7uan Per!$baan9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999/,

'96 Ala-ala Per!$baan99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999/'

'92 Da#ar Te$ri99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999/'

'929' Debi Aliran9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999/'

'929 Ke$)i#ien Pengaliran999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999/(

5


6/35

Kelompok 16

'9+ Pr$#edur Per!$baan999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999/1

'9( Peng$lahan Daa 99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999//

'9(9' Ambang Ta7am9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999//

'9(9 Ambang Lebar99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999 dan K$e)i#ien ke!epaan =;@>99999''2

9(96Menghiung Fg dan Fh99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999''+

9(92Menghiung 3ilangan Fr$ude =Fra>9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999''(

9(9+Menghiung L999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999''(

9(9(Menghiung Kedalaman Krii# =4!> dan E minimum iap debi999999999999999''(

9(91Menghiung E minimum99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999''1

91 Peng$lahan Daa99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999''/

9/ 5ra)ik dan Anali#i#9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999'

9< Ke#impulan dan Saran99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999'19


7/35

Kelompok 16

DAFTAR GAMBAR DAN GRAFIK

Pada 3A3 Mekanika Fluida&alaman

5ambar '9' 3angku &idr$lik99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999

5ambar '9 Aliran )luida dalam pipa99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999(

5ambar '96 5ari# energi ek#pan#i dengan kehilangan inggi ekan9999999999999999999<

5ambar '92 5ari# energi ek#pan#i anpa kehilangan inggi ekan9999999999999999999'6

5ambar '9+ 5ari# energi k$nrak#i dengan kehilangan inggi ekan999999999999999'2

5ambar '9( 5ari# energi k$nrak#i anpa kehilangan inggi ekan999999999999999999'+

5ambar '91 5ari# energi k$nrak#i dengan kehilangan inggi ekan999999999999999'+

5ambar '9/ 5ari# energi k$nrak#i anpa kehilangan inggiekan9999999999999999999'15ambar '9< Kehilangan inggi ekan akiba ikungan99999999999999999999999999999999999999'/

5ambar 9' Ala e Impa!99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999922

5ambar 9 Spe#i)ika#i 7e impa!999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999992+

5ambar 96 Ske#a Aliran pada Aliran 9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999992(

5ambar 92 Si#em 5a%a pada 3aang99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999992/

5ambar 69' K$ndi#i Ideal "enurimeer99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999(,

5ambar 29' Ala $#b$rne-re%n$ld999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999991,

5ambar 29 Term$meer999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999991,

5ambar 296 5ela# ukur99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999991'

5ambar 292 S$p0a!h999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999991'

&idraulika

5ambar '8' Ambang a7am9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999991<

5ambar '9 Ambang lebar99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999991<

5ambar '96 "enurimeer999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999/'

5ambar 9' Aliran pada pinu #$r$ng dan air l$n!a9999999999999999999999999999999999999',+

5ambar 9 Pr$)il aliran pada pinu #$r$ng dan air l$n!a9999999999999999999999999999',1

5ambar 96 Di#ribu#i ga%a pada pinu #$r$ng dan air l$n!a99999999999999999999999',/

5ambar 92 M$del #aluran erbuka pada pinu #$r$ng dan air l$n!a99999999999'''

Mekanika )luida

5ra)ik '9' L$g &) @# L$g ? pada pipa biru99999999999999999999999999999999999999999999999999961

5ra)ik '9 L$g &) @# L$g ? pada pipa abu-abu9999999999999999999999999999999999999999999961

5ra)ik '96 F 3la##iu#B F Dar!%-.ei#ba!h "S Re =Pipa biru>99999999999999999999996/

5ra)ik '92 F 3la##iu#B F Dar!%-.ei#ba!h "S Re =Pipa abu-abu>9999999999999996<

5ra)ik '9+ &perhiungan "S &pengukuran =ek#pan#i>99999999999999999999999999999999992,

7


8/35

Kelompok 16

5ra)ik '9( &perhiungan "S &pengukuran =k$nrak#i>9999999999999999999999999999999992,

5ra)ik '91 K @# RCd pada ikungan99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999992'

5ra)ik 9' 5ra)ik F ukur @# F hiung9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999+(

5ra)ik 9 5ra)ik F ukur @# .99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999+1

5ra)ik 69' ? @# ;9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999(+

5ra)ik 69 Keinggian air erhadap pie*$meer999999999999999999999999999999999999999999999((

5ra)ik 29' Re @# )99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999991+

5ra)ik 29 L$g Re @# L$g )99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999991+

&idraulika

5ra)ik '9' Pr$)il aliran pada ambang a7am999999999999999999999999999999999999999999999999999


9/35

Kelompok 16

DAFTAR TABEL

&alaman

Tabel '9' Nilai ;! per!$baan 0ei#ba!h99999999999999999999999999999999999999999999999999999996

Tabel '9 Daa ha#il prakikum99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999/

Tabel '96 Si)a-#i)a )i#ika air dalam #auan SI99999999999999999999999999999999999999999999<

Tabel '92 Daa pada Pipa Luru# 3iru999999999999999999999999999999999999999999999999999999999996,

Tabel '9+ Daa pada Pipa Luru# Abu-abu99999999999999999999999999999999999999999999999999996'

Tabel '9( Daapada Pipa Ek#pan#i9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999996'

Tabel '91 Daa pada Pipa K$nrak#i99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999996

Tabel '9/ Daa pada Pipa Tikungan Sandar9999999999999999999999999999999999999999999999996

Tabel '9< Daa pada Pipa Siku Ta7am999999999999999999999999999999999999999999999999999999999966

Tabel '9', DaapadaPipaTikungan999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999962

Tabel '9'' Daa gabungan pada pipa ikungan99999999999999999999999999999999999999999999996(Tabel 9' Daa-daa da#ar prakikum pela da#ar999999999999999999999999999999999999999992<

Tabel 9 Daa-daa da#ar prakikum pela !ekung999999999999999999999999999999999999992<

Tabel 96 Peng$lahan daa pla daar ke#eluruhan999999999999999999999999999999999999999+2

Tabel 92 Peng$lahan daa pla !ekung ke#eluruhan99999999999999999999999999999999999++

Tabel 69' Perhiungan ;9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999(2

Tabel 69 Daa ala999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999(2

Tabel 696 3a!aan pie*$meer99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999(+

Tabel 29' &a#il per!$baan $#b$rne-re%n$ld99999999999999999999999999999999999999999999999912

&idraulika

Tabel '9' Daa unuk membua pr$)il aliran ambang a7am999999999999999999999999//

Tabel '9 Daa unuk membua gra)ik &e ' "# &e dan &e ' @# ? ambang

a7am 999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999/<

Tabel '96 Daa unuk membua gra)ik &e ' @# ; ambang a7am99999999999999999


10/35

Kelompok 16

MODULI

KEHILANGAN TINGGI TEKAN

1-1 Pena,!'!an

Pernahkah kia membuka kran air dan mendapa air %ang keluar #anga

ke!il Padahal kia %akin bak penampung air eri#i penuh dan keika kia

men!$ba membuka kran lain dari penampungan air %ang #ama8 air %ang keluar

!ukup dera#9 Mengapahal ini dapa er7adi Melalui m$dul ini8 kia akan

mengeahui bah0a peri#i0a er#ebu er7adi karena kehilangan inggi ekan pada

kran9 Di m$dul ini pula8 kia dapa meliha )ak$r-)ak$r %ang men%ebabkan

peri#i0a er#ebu er7adi9

Kehilangan inggi ekan #uau )luida dalam pipa dapa er7adi karena

)ak$r ge#ekan =major losses> aau akiba )ak$r perubahan benuk ge$meri pipa

=minor losses>9 Kehilangan inggi ekan %ang akan dipela7ari pada m$dul I ini

adalah kehilangan inggi ekan akiba:

a9 Fak$r ge#ekan pipa luru#

b9 K$nrak#i iba-iba

!9 Ek#pan#i iba-iba

d9 Tikungan pada pipa kaup =valve>

Dalam anali#i# perhiungan per!$baan aliran pada pipa ini8 digunakan

berbagai a!uan da#ar rumu# %ang diambil dari :

'9 Per#amaan K$ninuia#=continuity equation>

9 Per#amaan 3ern$ulli

69 Per#amaan Dar!%-.ei#ba!h

29 Per#amaan 3la##iu#

+9 3ilangan Re%n$ld#= Reynoldsseries >

1-2 T!:!an Pra)t.)!%

Tu7uanprakikum ini adalah

'9 Mempela7ari pengaruhk$e)i#ienge#ekanpadapipa9

9 Menghiung be#arn%a kehilangan inggi ekan akiba:

a9 5e#ekan pada pipa luru#

10


11/35

Kelompok 16

b9 Ek#pan#i iba-iba8

!9 K$nrak#i iba-iba

d9 Tikungan-

1-3 A'at ;a'at Pra)t.)!%

'9 Suau 7aringan pipaC#irkui pipa %ang erdiri dari dua buah #irkui %ang

erpi#ah8 ma#ing-ma#ing erdiri dari k$mp$nen pipa %ang dilengkapi

#elang pie*$meer9 Dua #irkui pipa iu adalah #irkui biru dan #irkui abu-

abu9

9 3angku hidraulik

69 Term$meer unuk mengukur #uhu ruangan9

29 Kaup udara unuk mengkalibra#i ala #era unuk menghilangkan

gelembung udara %ang ma#uk ke dalam 7aringan pipa

1-4 Da+ar Te#r. an Pen!r!nan R!%!+

Prin#ip Ker7a 3angku &idraulik

3angku hidraulik digunakan unuk memudahkan perhiungan debi air %ang

melalui #uau ala per!$baan pada #uau per!$baan #ederhana9 3angku hidraulik

%ang digunakan dalam prakikum ini adalah &%drauli! Bench. H !k 9 Diagram

bangku hidraulik dapa diliha pada gambar9

3L L

BEBAN

AIR

Ga%&ar 1-1 Bang)! ,.ra!'.)

11


12/35

Kelompok 16

Air di#uplai dari p$mpa air melalui #elang penghubung menu7u kaup

pengaur debi9 Suplai air diaur dengan mengaur be#ar ke!il bukaan kaup9 Air

kemudian ma#uk ke dalam ala per!$baan dan kemudian keluar melalui !$r$ng

ma#uk dan eru# ke pipa ma#uk9 Air er#ebu ma#uk ke bak penimbang air .9 3ak

penampung ini diahan dengan bal$k penimbang8 pada u7ung bal$k lainn%a

erdapa pembera %ang diganung9

Pada #aa bak penampung k$#$ng maka bera bak #ama dengan pembera9

Dengan prin#ip ke#eimbangan ga%a8 maka didapa rumu# unuk menghiung debi

air8 %aiu:

Q=3W

ρt

dimana: ? debi air =m6Cdeik>

. bera air %ang dikumpulkan =kg>

iner@al 0aku ke#eimbangan beban

=deik>

Pr$#edur Pengukuran Debi :

'9 K$#$ngkan bak penimbang dengan 7alan memuar ua# pada bangku

hidr$lik9 Tua# ini berguna unuk membuka dan menuup #aluran pembuang

pada bak penimbang9 Seelah dik$#$ngkan8 pa#ikan ua# dalam p$#i#i

menuup bak penimbang dan bal$k pen$pang dalam keadaan ak #eimbang9

9 Pa#ikan ala per!$baan #udah dikalibra#ikan dan #iap digunakan

69 alankan p$mpa dan aur debi #e#uai dengan %ang diinginkan dengan 7alan

memuar kaup

29 Air %ang keluar dari ala per!$baan ma#uk ke dalam bak penimbang hingga 0aku9 Pada #aa er#ebu bal$k pen$pang akan naik =#eimbang lagi>9 Tepa

pada #aa bal$k penimbang mulai naik8 mulailah men%alakan #$p0a!h8

kemudian ma#ukkan beban ke dalam pengganung beban #ehingga bal$k ak

#eimbang

+9 Saa bal$k penimbang mulai naik =#eimbang>8 henikan #$p0a!h dan !aa

0aku er#ebu #ebagai 9 ;aa 7uga ma##a beban %ang #ebanding dengan

ma##a air =.>9

12


13/35

Kelompok 16

(9 Unuk pengukuran debi #elan7un%a8 ulangi langkah ' #ampai +9 Perlu

diinga unuk iap per!$baan #ediakan iner@al 0aku ' meni #eelah

langkah ' agar diper$leh pengukuran %ang !erma9

'929 Rumu#-rumu#

'9299'Rumu# 3ern$ulli

Energi aliran erdiri dari iga ma!am k$mp$nen8 %aiu :

'9 Energi ekan : %aiu #e7umlah energi %ang diperlukan $leh elemen

)luida unuk bergerak dengan 7arak empuh erenu9

Ep p 9 A 9 d

dimana: p ekanan dalam

A lua# !r$##-#e!i$n dalam

d 7arak

A 9 d @$lume elemen

γ

"

#ehingga: Ep

γ

ρ " 9

dengan: . bera )luidaγ bera @$lume )luida

9 Energi p$en#ial : %aiu berganung dari ele@a#i elemen )luida = * >

E* . 9 *

69 Energi kinei# : %aiu berganung dari ke!epaan )luida = @ >

Ek -

'

m9 @

#

"

9-

9 "

dimana : m ma##a )luida

g per!epaan gra@ia#i

adi8 be#ar energi $al %ang dimiliki $leh )luida %ang mengalir adalah:

13


14/35

Kelompok 16

E p9

γ

"

.9 *

#

"

9-

9 "

Tinggi energi adalah $al energi aliran %ang din%aakan dengan #auaninggi =m> %ang didapa dari energi $al dibagi bera .8 %aiu :

"

$

γ

p

*

#

v

9-

-

dengan"

$

& k$n#an

#ehingga didapa :

γ

' p

*'

#

v

9-

-

'

γ

- p

*

#

v

9-

-

-

'9299Rumu# Re%n$ld#

Dalam anali#i# di #aluran eruup8 #anga pening dikeahui apakah aliran

er#ebu laminer aau urbulen9 Penenuan ini aa# bilangan Re%n$ld %ang didapa

dari ha#il perhiungan dan dibandingkan dengan baa#-baa# %ang elah dienukan8

%aiu :

'9 Re G ,,, --Haliran laminer

9 ,,, GRe G2,,, --Haliran transisi

69 ReH 2,,, --Haliran tur%ulen

3ilangan Re%n$ld adalah #uau bilangan %ang ak berdimen#i %ang

menun7ukan #i)a #uau aliran8 dimana bilangan er#ebu merupakan bilangan %ang

ak berdimen#i dari parameer-parameer )luida =ke!epaan karakeri#ik @8 pan7ang

karakeri#ik L8 dan @i#k$#ia# kinemaik> %ang merupakan perbandingan ga%a

iner#ia erhadap ga%a kekenalan %ang beker7a pada #uau !airan9

Ke!enderungan #i)a aliran apakah laminer aau urbulen diun7ukkan $leh

be#ar ke!iln%a bilangan Re%n$ld8 #eperi pada baa#-baa# %ang elah dienukan

diaa#9

5a%a Iner#ia =Fi> ma##a per!epaan

14


15/35

Kelompok 16

Fi T

@99L6 ρ

T

L999 - v & ρ

( ) -L9@9 ρ

dimana : @ Ke!epaan aliran

L Dimen#i pan7ang

ρ

Kerapaan ma##a

5a%a ge#ek =F> ge#ekan lua#

' ( t 9d%

d@

9 µ =

dimana : @i#k$#ia#

d%

d@

gradien ke!epaan

@ ke!epaan #eempa

bila ke!epaan #ama maka

,

d%

d@=

aau @ k$n#an

F)

-9%

@9 & µ

9@9L µ

#ehingga

=

99@9L

@99L

F

F --

)

i

µ

ρ

µ

ρ 9@9L

ν

L@8

dimana @

ρ

µ

J @i#k$#ia# kinemai#

3ilangan ak berdimen#i ini di#ebu bilangan Re%n$ld =R e>8 unuk #aluran

eruup bilangan ini men7adi :

υ

D) Re

9=

'92996 Kehilangan Tinggi Tekan pada Pipa Luru#

15


16/35

P1V

1 2

Kelompok 16

• Te$ri Da#ar

Suau pipa luru# dengan diameer D dan pan7ang L akan mengalami

kehilangan #e7umlah inggi ekan menuru rumu# Dar!% .ei#ba!h :

D #

v & * h *

99-

9 -

=

• Penurunan Rumu#

Ga%&ar 1-2 A'.ran '!.a a'a% (.(a

* h + #

v , +

#

v , +++=++ -

-

--'

-

''

-- γ γ

Dari per#amaan 3ern$ulli:

* h , , =

−γ

-'

dan karena @' @ dan *' * ⇒

Dalam per!$baan kali ini8 aliran )luida er#ebu erg$l$ng aliran steady8 %aiu

idak ada perubahan ke!epaan erhadap 0aku8 aau bia#a dikaakan nilai

per!epaann%a #ama dengan n$l =a ,>9,=Σ (

( ) ,--' =−− R& ' , , π τ

( ) '

R& , ,

π τ --' =−

( )

γ

π τ

γ '

R& , , --' =−

16


17/35

Kelompok 16

>'=-

γ

π τ

'

R&h * =

Rumu# bera 7eni#

>-= # ρ γ =

Rumu# lua# pipa

>6=-

R ' π =

Per#amaan :

>2=-

' -vλρ τ =

Subiu#i per#amaan =>8 =6>8 =2> ke per#amaan ='>

# R

R&v

h * ρ π

π λρ

-

--

-

'

=

>+=-

R#

&vh *

λ =

Unuk pipa

>(=2

* =λ

>1=-

D R =

Subiu#i per#amaan =(> dan =1> ke per#amaan =+>

# D

&v *

h *

-

2-

=

Ter%ukti D#

&v * h *

-

-

=

'92992 Kehilangan Tinggi Tekan Akiba Ek#pan#i Tiba-iba

Te$ri Da#ar

17


18/35

Kelompok 16

Dalam 3agian ini kia akan membandingkan nilai perbedaan inggi ekan

%ang merupakan ha#il perhiungan dari ha#il pengamaan di lab$raurium dengan

nilai %ang dihiung dari nilai ha#il perhiungan #e!ara e$rei#9

Adapun rumu# unuk perbedaan inggi ekan akiba ek#pan#i8 %aiu :

Den#an kehilan#an tin##i tekan

−

− 4

2

1

2

2

1

2

1

D

D

D

D

g

$<

=

8P6P '-

Rumu# ini memperhiungkan

kehilangan inggi ekan %ang diakibakan karena hilangn%a energi8 %ang

#ebenarn%a berran#)$rma#i men7adi benuk energi lain8 #eperi energi pana#9

Tanpa kehilan#an tin##i tekan

−=

− 2

-

'

-

''- '-

>=

D

D

#

v , ,

γ

Rumu# ini idak memperhiungkan

kehilangan energi

18


19/35

Kelompok 16

• Penurunan Rumu#

Pen!r!nan R!%!+ engan Meng,.t!ng )e,.'angan T.ngg. Te)an

P ' C gM

N '

D a u m

P -

" -

D -

-

'

D ' " 'P '

N -

& e" - C - g

-

P - C gM

5 a r i # E n e r g i

Ga%&ar 1-3 Gar.+ energ. e)+(an+. engan )e,.'angan t.ngg. te)anP' ekanan pada pei*$meer ' D' diameer pada iik

in7au '

P ekanan pada pei*$meer D diameer pada iik

in7au

"' ke!epaan pada iik in7au ' g per!epaan gra@ia#i

Per#amaann%a adalah:

( )

−

=−

2

-

'

-

-

'

-

''-

- D D

D D

# ) , ,

γ

Penurunan rumu#:

M$menum iap deik

Pada iik '8

#

-) !omentum ''

γ =

19


20/35

Kelompok 16

Pada iik 8

#

-) !omentum --

γ =

Perubahan m$menum iap deik

'- !omentum !omentum !omentum −=∆

#

-)

#

-) !omentum '-

γ γ −=∆

( )

#

) ) - !omentum '-

−=∆

γ

!omentumt ( puls ∆=∆=Im

Sehingga perubahan m$menum iap deik

t ( !omentum ∆=∆dimana

'=∆t

>'= ( !omentum =∆

Rumu# ekanan hidr$#ai#

' ( , =

>-= ,' ( =

Subiu#i per#amaan => ke per#amaan ='>

( )( ) --'

'- ' , , #

) ) -−=

−γ

( ) ( ) #

) ) - ' , , '---' −=− γ

( ) ( )

-

'--'

#'

) ) - , ,

−=−

γ

( ) ( )>6=

-

'--'

#'

) ) - , , −=

−γ

Per#amaan K$ninuia#

20


21/35

Kelompok 16

-' --- ==

>2=--- ) '-- ==

Subiu#i per#amaan =2> ke per#amaan =6>

( ) ( )

-

'----'

#'

) ) ) ' , , −=

−γ

( ) ( )>+='---'

#

) ) ) , , −=

−γ

Besar kehilangan tinggi tekan

Per#amaan 3ern$ulli men7adi

&h + #

) , +

#

) , +++=++ -

-

--'

-

''

-- γ γ

dimana-' + + =

#

)

#

) , , h

&--

-

-

-

'-' −+−=γ γ

( ) ( )>(=

-

-

-

-

'-'

#

) ) , , h &

−+

−=

γ

Subiu#i per#amaan =+> ke per#amaan =(>

( ) ( ) #

) )

#

) ) ) h

&-

-

-

-

''-- −+−

=

( ) ( ) #

) )

#

) ) ) h &

--

- ---

''-- −+−

=

#

) ) ) ) ) h &

-

-- ---

'-'

-

- −+−=

#

) ) ) ) h &

-

- -'-'-

- +−=

( )>1=

-

-

'-

#

) ) h &

−=

21


22/35

Kelompok 16

Per#amaan K$ninuia#

-' --- ==

--'' ) ') ' =

>/='-

'- )

'

') =

Rumu# lua# pipa

>

'-

-

-

'

-

2

'2

'

)

D

D

)

π

π =

>',='--

-

'- )

D

D) =

>''=-'2-

2'-

- ) D

D) =

Subiu#i per#amaan =',> ke per#amaan =1>

#

) ) D

D

h &

-

-

''-

-

-

'

−

=

>'-=-

'-

-

-

-'-

'

#

D

D)

h &

−

=

Per#amaan beda inggi ekan

&ukum 3ern$ulli

&h + #

) , +

#

) , +++=++ -

-

--'

-

''

-- γ γ

dimana

-' + + =

22


23/35

Kelompok 16

&h #

)

#

) , , −−=−

--

-

-

-

''-

γ γ

( ) ( ) >'6=-

-

-

-

''- &h

# ) ) , , −−=−

γ

Subiu#i per#amaan =''> dan ='> ke per#amaan ='6>

( ) #

D

D)

#

) D

D)

, ,

-

'

-

-

-

-

-

'-

'

-

'2

-

2

'-

'

'-

−

−

−

=−γ

( ) #

D

D)

#

D

D)

, ,

-

'

-

'

-

-

-

-

'-

'2

-

2

'-

'

'-

−

−

−

=−γ

( )

#

D

D

D

D)

, ,

-

''

-

-

-

-

'

2

-

2

'-

'

'-

−−−

=−γ

( ) #

D

D

D

D

D

D)

, ,

-

'-'-

-

-

'

2

-

2

'

2

-

2

'-

'

'-

+−−−

=−γ

( )

#

D

D

D

D

D

D)

, ,

-

'-'-

-

-

'

2

-

2

'

2

-

2

'-

'

'-

−+−−

=−γ

( )

#

D

D

D

D)

, ,

-

--2

-

2

'

-

-

-

'-

'

'-

−

=−γ

( )

#

D

D

D

D)

, ,

-

-2

-

2

'

-

-

-

'-

'

'-

−

=−γ

23


24/35

Kelompok 16

( )T$RB.KT

#

D

D

D

D)

, ,

−

=− 2-

2

'

-

-

-

'-

'

'-

γ

Pen!r!nan R!%!+ Tan(a Meng,.t!ng Ke,.'angan T.ngg. Te)an

"' C -g-

P'C gM

N'

Daum

P-

"-

D-

-

'

D' "'P'

N-

"- C-g-

P-C gM

5ari# Energi

Ga%&ar 1-4 Gar.+ energ. e)+(an+. tan(a )e,.'angan t.ngg. te)an

P' ekanan pada pei*$meer ' D' diameer pada iik

in7au '


in7au

@' ke!epaan pada iik in7au ' g per!epaan gra@ia#i

Per#amaan 3ern$ulli :

γ

ν

γ

ν

γ

-

---

-

'''

-++=++

, +

#

, +

='>

Karena *' *

- -

' ' - -

- -

- ' ' -

- -

999999999999999999999999999999999=->- -

, ,

# #

, ,

# #

ν ν

γ γ

ν ν

γ

+ = +

−= −

Per#amaan k$ninuia# adalah #ebagai beriku :

>6999=999999999999999999999999999999--''

-'

ν ν ⋅=⋅=

' '

--

24


25/35

Kelompok 16

Karena

-

2' D ' π =

8 #ehingga per#amaan =6> men7adi :

-' 99999999999999999999999999=2>

- '--

D

D

ν ν = ×

Sub#iu#ikan per#amaan =2> ke => :

{ }

-- -

- ' ' ' ''- - -

'

2- -- ' ' ' '

- --

2-'- ' '

' 999999999999999= >- -

, , D

# # D

, , D

# D #

, , D

ter%ukti # D

ν ν

γ

ν ν

γ

ν

γ

− = −

−= −

− = −

'9299+Kehilangan Tinggi Tekan Akiba K$nrak#i Tiba-iba

• Te$ri Da#ar

Dalam 3agian ini kia akan membandingkan nilai perbedaan inggi ekan

%ang merupakan ha#il perhiungan dari ha#il pengamaan di lab$raurium dengan

nilai %ang dihiung dari nilai ha#il perhiungan #e!ara e$rei#9

Adapun rumu#-rumu# %ang digunakan unuk menghiung ha#il e$rii#

er#ebu adalah #ebagai beriku:

Den#an Kehilan#an Tin##i Tekan

( )

−+

−=−∴

−+

−

=

−+−

=−⇒

+

−=−⇒

=+++=++

-2

'

-

-

--'

-

-

-

-

--

'

-

--

-

-

-

-

-

'

-

-

-'

-

'

-

--'

-'

-

--

-

-

''

'

''

'9-

-

9''

-

9''

>'=9J-

J--

/

/

/

ee

e

/ D

D

#

v , ,

#

v/

v '

'v

#

v/

vv , ,

persdarihh #

vv , ,

+ + h #

v , +

#

v , +

γ

γ

γ

γ γ

P ' " '

N '

P ' C gM

'

-

D ' D -" -

P -

N -

P - C gM

D a u m

& e


25


26/35

Kelompok 16

Ga%&ar 1- Gar.+ energ. )#ntra)+. engan )e,.'angan t.ngg. te)an

−=−∴

2

'

--

--' '9- D

D

#

v , ,

γ

Tanpa Kehilan#an Tin##i Tekan

P ' " '

N '

P ' C gM

'

-

D ' D -" -

P -

N -

P - C gM

D a u m


Ga%&ar 1-* Gar.+ energ. )#ntra)+. tan(a )e,.'angan t.ngg. te)an

26


27/35

Kelompok 16

Pen!r!nan R!%!+ engan Meng,.t!ng Ke,.'angan T.ngg. Te)an

P ' " '

N '

P ' C gM

'

-

D ' D -" -

P -

N -

P - C gM

D a u m

& e


Ga%&ar 1-9 Gar.+ energ. )#ntra)+. engan )e,.'angan t.ngg. te)an

P' ekanan pada pei*$meer ' D' diameer pada iik

in7au '


in7au


Seperi pada penurunan ek#pan#i iba-iba di iik O dan diper$leh :

- -

- -

--

-

-

--

--

-

-

-

-

' --

' 999999999999999999999999999999999999999999999='>-

0 0

&

0 0 &

0 &

H #

H #

H #

ν ν ν ν

ν ν ν

ν ν

ν ν

ν

− +=

= + −

= −

Dari per#amaan k$ninuia# diper$leh ha#il #ebagai beriku :

27


28/35

Kelompok 16

- - - J 999999999999999999999999999999=->

-

' ' 0karena / 0 c ' / 0 c '

ν ν ν

×= = =

Sub#iu#ikan per#amaan => dengan ='>8 maka :

--

-

-

-

-

-

''

-

'-

−=

−=

/

&

0

&

/ # H

'

'

# H

ν

ν

Sehingga per#amaan inggi ekan pada k$nrak#i iba-iba dengan adan%a

kehilangan inggi ekan:

-- - -

' - - ' -

---

' - - '

-

''

- - -

'' '

-

/

/

, ,

# # # /

, ,

# /

ν ν ν

γ

ν ν

γ ν

−= − + −

− = − + − ÷

>=99999999999999999999''

'-

-2

-

'

-

--' ter%ukti/ D

D

#

, ,

/

−+

−=

−∴

ν

γ

.ei#ba!h elah membua abel inerp$la#i %ang dapa kia gunakan unuk

mengeahui niai ;! dari nilai ACA' %ang lang#ung dik$n@er#i kepada nilai ;! :

A2/A1 0"1 0"2 0"3 0"4 0" 0"* 0"9 0"> 0"5 1"0

? 0"*24 0"*32 0"*43 0"*5 0"*>1 0"912 0"9 0">13 0">52 1"00

28


29/35

Kelompok 16

Pen!r!nan R!%!+ Tan(a Meng,.t!ng Ke,.'angan T.ngg. Te)an

P ' " '

N '

P ' C gM

'

-

D ' D -" -

P -

N -

P - C gM

D a u m


Ga%&ar 1-> Gar.+ energ. )#ntra)+. tan(a )e,.'angan t.ngg. te)an

P' ekanan pada pei*$meer ' D' diameer pada iik in7au '


in7au


Per#amaan 3ern$ulli :

- -

' ' - -' -

' -

- -

' - - '

- -

J

999999999999999999999999999='>-

, , + +

# #

diketahui + +

, ,

#

ν ν

γ γ

ν ν

γ

+ + = + +

=− −

=

Per#amaan K$ninuia# :

>-999999=999999999999999999999999999999--'

--

' ν ν ⋅=

D

D

Sub#iu#ikan per#amaan => ke ='>:

29


30/35

Kelompok 16

>=99999999999999999999'-

'-

2

'

-

-

--'

-

-

'

-

--'

ter%ukti D D

# , ,

#

, ,

−=−

−=

−

ν γ

ν

ν ν

γ

30


31/35

Kelompok 16

'9299(Kehilangan Tinggi Tekan Akiba Tikungan

• Te$ri Da#ar

Kehilangan Tinggi Tekan aliran air pada ikungan pada da#arn%a dbagi

dalam dua ma!am8 %aiu

'9Akiba ge$meri pipa =hL3> dengan k$e)i#ien kehilangan inggi ekan

K 3

9Akiba ge#ekan pada ikungan lingkaran = h) > dengan k$e)i#ien

kehilangan inggi ekan K ) 9

Mi#alkan pan7ang pipa $al ialah L8 maka L L

>= ,,'&.R.S

L

>=TK.12'1

'9 L

>= ,,'&.R.S

L Q R

9 L

>=TK.12'1

'CR

L lina#an


32/35

Kelompok 16

h) adalah kehilangan inggi ekan akiba ge#ekan pada pipa

32


33/35

Kelompok 16

• Penurunan Rumu#

dengan : h)

# D

v & *

-9

99 -

8 #ehingga )

-9

9-9

v &

h # D *

dimana : h) kehilangan inggi ekan pada pipa luru#

L pan7ang lina#an )luida pada pipa luru#

Kehilangan inggi ekan akiba ge#ekan pada ikungan = h)# >:

h)#

# D

v & * s

-9

99 -

dengan : L# keliling lingkaran 9π

9 R

#ehingga :

&)#

# D

hv & *

-9

99 -

-9

-9

v &

# D

&

h & s 9

&

h R *

-

99π

a9 Akiba benuk ge$meri pipa

&L3 hT - h) 8 K3 g 9

-v

h &B

#ehingga : K3

-

->9=

v

# hh * T −

b9 Akiba ge$meri dan ge#ekan pada ikungan

&LL hL3 h)#

= hT Q h) > h#

hT -

# D

v & *

9-9

99 -

# D

v & * s

9-9

99 -

33


34/35

Kelompok 16

hT -

−

&

R

-'

π

9

# D

v & *

9-9

99 -

&LL hT -

−

&

R

9-

9' π

9 h)

K$e)i#ien inggi ekan KL 9g9 hLL C @

Dengan men#ub#iu#ikan per#amaan di aa#8 diper$leh :

KL

-

9-

v

#

9

−− * T h

&

Rh 9

9-

9'

π

1- Pr#+e!r Per?#&aan

Langkah-langkah per!$baan %ang dilak#anakan adalah #ebagai beriku9

'9 Mengg$%ang-g$%angkan pie*$meer #ehingga

idak ada udara %ang er7ebak didalamn%a9 Pr$#edur ini dilakukan

dengan !ara mem$mpakan udara kedalam abung pi*$meer unuk

menurunkan permukaan air di dalam abung hingga diper$leh #uau

keinggian %ang #ama hingga memudahkan pengamaan9

9 4ang dilakukan perama-ama adalah

pengamaan erhadap #irkui abu-abu9 Sirkui biru dibua dalam

keadaan eruup #edangkan #irkui abu-abu dibuka #emak#imal

mungkin guna mendapakan ailiran mak#iimum #epan7ang pipa9

69 Pengamaan dilakukan dengan !ara memba!a

aau men!aa angka pada pie*$meer9

29 Melakukan pengamaan erhadap debi air %angdiha#ilkan dengan prin#ip ker7a bangku hidr$lik9

+9 Mengubah be#ar debi air dengan 7alan mengaur

kran pema#uk air pada #i#em pipa unuk pengmaan-pengamaan

#elan7un%a9 Lakukan unuk beberapa kali pengamaan9

6 Seelah #ele#ai pengamaan pada #irkui abu-abu

gani ke #irkui biru dengan 7alan menuup kran pada #irkui abu-abu

34


35/35

Kelompok 16

dan membuka kran pada #irkui biru9 Ikui pr$#edur #ampai dangan +

unuk beberapa pengamaan9

Download - Mekflu 1.docx

Top Related