BAB I

BAB I

PENDAHULUAN1.1 Latar BelakangPada zat cair diam,gaya gaya yang bekerja dapat dihitung dengan mudah, akan tetapi lain halnya dengan zat yang mengalir, permasalahan akan menjadi lebih sulit Kehilangan energi dalam pipa diakibatkan oleh beberapa factor. Faktor-faktor yang diperhitungkan tidak hanya kecepatan dan arah partikel, tetapi juga pengaruh kekentalan yang menyebabkan gesekan antara pertikel-partikel zat cair dan juga antara zat cair dan dinding batas. Gerak zat cair tidak mudah diformulasikan secara matematik, sehingga diperlukan anggapan-anggapan dan percobaan-percobaan untuk mendukung penyelesaian secara teoritis.

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan dari makalah ini adalah agar mahasiswa memahami permasalahan tentang kehilangan energi dalam pipa..

1.3 Batasan Masalah

Pada makalah ini yang menjadi pokok pembahasan masalahnya adalah tentang kehilangan energi dalam pipa

.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Kehilangan Energi Dalam PipaFluida dalam pipa akan megalami tegangan geser dan gradien kecepatan pada seluruh medan karena adanya kekentalan (viskos). Tegangan geser tersebut menyebabkan kehilangan energi utama. Faktor lain yang berperan dalam kehilangan energi aliran adalah adanya belokan, penyempitan maupun pembesaran penampang secara mendadak pada pipa katup dan sambungan sehingga menimbulkan turbulensi. Faktor ini disebut kehilangan energi minor. Dengan memperhitungkan kedua kehilangan tersebut, maka persamaan Bernoulli antara dua tampang aliran (titik 1 dan 3) menjadi:

Gambar 2.6.Persamaan Bernoulli pada zat cair rillZ1 + + = Z3 + + + he + hf Kehilangan energy dinyatakan dalam bentuk berikut :

2.2.Kehilangan Energi Primer (hf)

Kehilangan energi primer adalah kehilangan tenaga yang terjadi karena adanya gesekan antara zat cair dan dinding batas. Kehilangan energi primer pada pipa bertekanan digunakan rumus Darcy-Weisbach. Persamaan ini dapat dipakai untuk berbagai jenis aliran dan cairan yang tidak termampatkan. Besarnya kehilangan energi selama melalui pipa lingkaran menurut Darcy-Weisbach adalah:

Untuk kehilangan tenaga primer:

jadi,

Dimana ;

hf

= kehilangan energi atau tekanan (m),L= panjang pipa (m), D

= diameter pipa (m), g

=

percepatan gravitasi (m/detik2),

v

= kecepatan aliran (m/detik)

f

=

koefisien gesekan (untuk PVC 0,00015 mm)2.3Kehilangan Energi Sekunder/Minor (he)Kehilangan energi minor disebabkan adanya belokan, sambungan, perubahan penampang, dan penggunaan katup. Walaupun disebut minor, kehilangan ditempat tersebut mungkin saja lebih besar dibandingkan dengan kehilangan energi utama akibat gesekan dengan pipa. Dengan demikian kehilangan energi harus diperhitungkan. Persamaan matematis dari kehilangan energi minor adalah;

Untuk kehilangan tenaga sekunder/minor :

jadi,

Dimana :k : Konstanta

v : Kecepatan aliran

L : Panjang pipa

D : Diameter pipa

A1 : Luas tampang pipa 1 ( hulu )

A2 : Luas tampang pipa 2 ( hilir )Koefisien k tergantung pada bentuk fisik belokan, penyempitan, katup, dan sambungannya. Namun, nilai k masih berupa nilai pendekatan, karena sangat dipengaruhi oleh bahan, kehalusan membuat sambungan, serta umur sambungan itu sendiri.

Untuk perubahan penampang sebagai berikut :

2.4 Hukum Hagen PoiseulleKoefisien gesek yang umum digunakan dalam analisa adalah penurunan dari persamaan energi dan Hagen Poiseulle.

p = p(D, L,e,v, , )

ditinjau dari persamaaan energi yaitu,

Karena v1 dan v2 adalah sama dan pipa terletak secara horizontal maka nilai z1 = z2 maka didapat:

dimana l h adalah nilai head losses yang terjadi

Pada persamaan Haigen Poiseulle didapat persamaan debit ( Q ) sebagai berikut

Dengan memasukan nilai Q dari persamaan kontinuitas yaitu Q = A V dengan: maka Kemudian dilanjutkan dengan memsubstitusikan Persamaan (13) kedalam persamaan

(15) sehingga didapat:

Dimana nilai merupakan fungsi koefisien gesek sehingga:

Contoh Soal 1:Hitung kehilangan tenaga karena gesekan di dalam pipa sepanjang 2500 m dan diameter 30 cm, apabila air mengalir dengan kecepatan 2 m/det. Koefisien gesekan f=0,02

Penyelesaian : Panjang pipa : L = 2500 m

Diameter pipa : D = 30 cm = 0,3 m

Kecepatan aliran : V = 2 m/dtkKoefisien gesekan f = 0,02BAB III

KESIMPULANUntuk zat cair riil ( viskos ), dalam aliran zat cair akan terjadi kehilangan tenaga yang harus diperhitungkan dalam aplikasi persamaan Bernoulli. Kehilangan tenaga akibat adanya gesekan antara zat cair dan dinding batas disebut kehilangan tenaga primer ( hf ) sedangkan kehilangan tenaga akibat perubahan tampang lintang aliran adalah kehilangan tenaga sekunder ( he ). Kehilangan tenaga biasanya dinyatakan dalam tinggi zat cair. EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

PAGE 1

_1321218470.unknown

_1321219408.unknown

_1321230744.unknown

_1350835401.unknown

_1321219497.unknown

_1321219318.unknown

_1321218368.unknown