laprak fisdas kr01

Download laprak fisdas KR01

Post on 22-Dec-2015

4 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

laprak fisdas kr 01

TRANSCRIPT

  • Laporan Praktikum R-LAB

    Fisika Dasar

    Nama : Andikaputra Brahma Widiantoro

    NPM : 1406607893

    Fakultas : Teknik

    Departemen : Teknik Kimia

    Nomor dan Nama Percobaan : KR01 DISIPASI KALOR HOT WIRE

    Tanggal Percobaan : 3 Maret 2015

    Laporan Fisika Dasar

    Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar (UPP IPD)

    Universitas Indonesia

    Depok

  • I. Tujuan Percobaan

    Menggunakan hotwire sebagai sensor kecepatan aliran udara.

    II. Peralatan yang Digunakan

    1. Kawat pijar (hotwire)

    2. Voltmeter dan Amperemeter

    3. Camcorder

    4. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

    5. Fan

    6. Adjustable power supply

    III. Teori

    Single normal probe adalah suatu tipe hotwire yang paling banyak digunakan

    sebagai sensor untuk memberikan informasi kecepatan aliran dalam arah axial saja. Probe

    seperti ini terdiri dari sebuah kawat logam pendek yang halus yang disatukan pada dua

    kawat baja. Masing masing ujung probe dihubungkan ke sebuah sumber tegangan. Energi

    listrik yang mengalir pada probe tersebut akan didispasi oleh kawat menjadi energi kalor.

    Besarnya energi listrik yang terdisipasi sebanding dengan tegangan , arus listrik yang

    mengalir di probe tersebut dan lamanya waktu arus listrik mengalir.

    P = v i t .........( 1 )

    Bila probe dihembuskan udara maka akan merubah nilai resistansi kawat

    sehingga merubah besarnya arus listrik yang mengalir. Semakin cepat udara

    yang mengalir maka perubahan nilai resistansi juga semakin besar dan arus

    listrik yang mengalir juga berubah.

    Jumlah perpindahan panas yang diterima probe dinyatakan oleh overheat

    ratio yang dirumuskan sebagai :

    Overheat ratio = Rw/Ra

    Rw = resistansi kawat pada temperatur pengoperasian (dihembuskan udara).

    Ra = resistansi kawat pada temperatur ambient (ruangan).

    Hot wire probe harus dikalibrasi untuk menentukan persamaan yang

    menyatakan hubungan antara tegangan kawat (wire voltage , E) dengan

    kecepatan referensi (reference velocity , U) setelah persamaan diperoleh,

  • kemudian informasi kecepatan dalam setiap percobaan dapat dievaluasi

    menggunakan persamaan tersebut.

    Persamaan yang didapat berbentuk persamaan linear atau persamaan

    polinomial.

    Pada percobaan yang akan dilakukan yaitu mengukur tegangan kawat pada

    temperatur ambient dan mengukur tegangan kawat bila dialiri arus udara dengan

    kecepatan yang hasilkan oleh fan. Kecepatan aliran udara oleh fan akan

    divariasikan melalui daya yang diberikan ke fan yaitu 0 , 70 , 110 , 150 dan 190

    dari daya maksimal 230 m/s.

    Gambar 1. Disipasi Kalor Hot Wire

    IV. Cara Kerja

    Eksperimen rLab ini dilakukan dengan cara meng-klik tombol rLab di bagian

    bawah halaman.

    1. Mengaktifkan Web cam. (mengklik icon video pada halaman web r-Lab).

  • 2. Memberikan aliran udara dengan kecepatan 0 m/s , dengan mengklik pilihan

    drop down pada icon atur kecepatan aliran.

    3. Menghidupkan motor pengerak kipas dengan mengklik radio button pada icon

    menghidupkan power supply kipas.

    4. Mengukur Tegangan dan Arus listrik di kawat hot wire dengan cara mengklik

    icon ukur.

    5. Mengulangi langkah 2 hingga 4 untuk kecepatan 70 m/s , 110 m/s , 150 m/s , 190

    m/s dan 230 m/s.

    V. DATA PENGAMATAN

    Pada percobaan Disipasi Kalor Hotwire, kecepatan aliran angin yang digunakan

    berubah-ubah mulai dari 0 m/s, 70 m/s, 110 m/s, 150 m/s, 190 m/s, dan 230 m/s. Berikut

    adalah hasil pengamatan percobaan Disipasi Kalor Hotwire :

    i. Tabel Pengamatan Saat Kecepatan Angin 0 m/s

    No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

    1 1 0 2.112 54.4

    2 2 0 2.112 54.4

    3 3 0 2.112 54.5

    4 4 0 2.112 54.5

    5 5 0 2.112 54.4

    6 6 0 2.112 54.2

    7 7 0 2.112 54.2

    8 8 0 2.112 54.0

    9 9 0 2.112 54.0

    10 10 0 2.112 53.9

    Rata-Rata 2,112 54.25

  • ii. Tabel Pengamatan Saat Kecepatan Angin 70 m/s

    No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

    1 1 70 2.068 54.7

    2 2 70 2.066 54.6

    3 3 70 2.065 54.4

    4 4 70 2.063 54.4

    5 5 70 2.064 54.3

    6 6 70 2.064 54.3

    7 7 70 2.064 54.3

    8 8 70 2.065 54.4

    9 9 70 2.065 54.5

    0 10 70 2.066 54.6

    Rata-Rata 2.065 54.45

    iii. Tabel Pengamatan Saat Kecepatan Angin 110 m/s

    No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

    1 1 110 2.047 54.5

    2 2 110 2.048 54.6

    3 3 110 2.048 54.8

    4 4 110 2.048 55.0

    5 5 110 2.048 55.3

    6 6 110 2.048 55.5

    7 7 110 2.047 55.6

    8 8 110 2.049 55.7

    9 9 110 2.048 55.5

    10 10 110 2.047 55.3

    Rata-Rata 2.0478 55.18

    iv. Tabel Pengamatan Saat Kecepatan Angin 150 m/s

    No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

    1 1 150 2.040 55.3

    2 2 150 2.040 55.0

    3 3 150 2.041 54.8

  • 4 4 150 2.040 54.7

    5 5 150 2.040 54.6

    6 6 150 2.040 54.6

    7 7 150 2.041 54.7

    8 8 150 2.040 55.0

    9 9 150 2.041 55.2

    10 10 150 2.040 55.5

    Rata-Rata 2.0403 54.94

    v. Tabel Pengamatan Saat Kecepatan Angin 190 m/s

    No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

    1 1 190 2.036 56.0

    2 2 190 2.036 56.0

    3 3 190 2.036 55.9

    4 4 190 2.035 55.8

    5 5 190 2.035 55.8

    6 6 190 2.035 55.7

    7 7 190 2.036 55.5

    8 8 190 2.036 55.5

    9 9 190 2.036 55.4

    10 10 190 2.036 55.2

    Rata-Rata 2.0357 55.68

    vi. Tabel Pengamatan Saat Kecepatan Angin 230 m/s

    No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

    1 1 230 2.032 56.1

    2 2 230 2.033 55.9

    3 3 230 2.033 55.6

    4 4 230 2.033 55.4

    5 5 230 2.033 55.1

    6 6 230 2.032 54.9

    7 7 230 2.033 54.8

    8 8 230 2.033 54.7

    9 9 230 2.033 54.7

    10 10 230 2.033 54.9

    Rata-Rata 2.0328 55.21

  • VI. Hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu

    Melalui tabel data pengamatan percobaan Disipasi Kalor Hotwire, kita dapat

    membuat grafik hubungan antara tegangan hotwire dengan waktu untuk setiap kecepatan

    angin.

    a. Hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu pada Kecepatan Aliran Angin

    0 m/s

    b. Hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu pada Kecepatan Aliran Angin

    70 m/s

    0

    500

    1,000

    1,500

    2,000

    2,500

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Tega

    nga

    n

    waktu

    Hubungan Tegangan Hotwire dan Waktu saat Kecepatan Angin 0m/s

    2.06

    2.062

    2.064

    2.066

    2.068

    2.07

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Tega

    nga

    n

    waktu

    Hubungan Tegangan Hotwire dan Waktu saat Kecepatan Angin 70m/s

  • c. Hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu pada Kecepatan Aliran Angin

    110 m/s

    d. Hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu pada Kecepatan Aliran Angin

    150 m/s

    e. Hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu pada Kecepatan Aliran Angin

    190 m/s

    2.046

    2.047

    2.048

    2.049

    2.05

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Tega

    nga

    n

    waktu

    Hubungan Tegangan Hotwire dan Waktu saat Kecepatan Angin 110 m/s

    2.0395

    2.04

    2.0405

    2.041

    2.0415

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Tega

    nga

    n

    waktu

    Hubungan Tegangan Hotwire dan Waktu saat Kecepatan Angin 150 m/s

  • f. Hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu pada Kecepatan Aliran Angin

    230 m/s

    g. Hubungan Tegangan Hotwire dengan Kecepatan Aliran Angin

    2.0345

    2.035

    2.0355

    2.036

    2.0365

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Tega

    nga

    n

    waktu

    Hubungan Tegangan Hotwire dan Waktu saat Kecepatan Angin 190 m/s

    2.0315

    2.032

    2.0325

    2.033

    2.0335

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Tega

    nga

    n

    waktu

    Hubungan Tegangan Hotwire dan Waktu saat Kecepatan Angin 230 m/s

  • Dengan menganalisis grafik diatas, persamaan kecepatan angin sebagai fungsi dari

    tegangan hotwire dapat diperoleh dengan menggunakan least square dari grafik hubungan

    keduanya. Perhitungannya dapat diamati dari tabel berikut:

    Tabel Least Square

    No

    Kecepatan

    Angin (xi)

    Kecepatan

    Rata-rata

    (yi)

    (xi)2 (yi)2 xi.yi

    1 0 2.112 0 4.46054 0

    2 70 2.065 4900 4.26422 144.55

    3 110 2.0478 12100 4.19348 225.258

    4 150 2.0403 22500 4.16282 306.045

    5 190 2.0357 36100 4.14407 386.783

    6 230 2.0328 52900 4.13227 467.544

    Total 750 12.3336 128500 20.89688 1530.18

    Kemudian ditentukan hubungan antara kecepatan angin dengan tegangan dengan

    menggunakan rumusan persamaan garis:

    Dimana nilai m dan c dapat kita tentukan dengan rumus berikut:

    1.98

    2

    2.02

    2.04

    2.06

    2.08

    2.1

    2.12

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Tega

    nga

    n

    kecepatan angin

    Hubungan Tegangan dan Kecepatan Angin

  • = ()

    ()

    =6 1530,18 750 (12,3336)

    6 128500 (750)2

    =69,12

    208500

    = ,

    =

    ()

    = 128500 12,3336 (750 1530,18)

    6 128500 (750)2

    =437232,6

    208500

    = ,

    m adalah besarnya gradien dari grafik hubungan antara kecpeatan angin dan tegangan

    hotwire dan c adalah faktor penambah. Keduanya merupakan variabel pada persamaan

    yang menghubungkan kecepatan angin dengan tegangan.

    Dari data di atas, kita mendapatkan persamaan (least square) dari hubungan tegangan dan

    Kecepata