bab 2 jet impact
TRANSCRIPT
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 1/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
3 Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
BAB 2
JET IMPACT
2.1 Tujuan
Tujuan dari praktikum Jet Impact adalah sebagai berikut:
1. Mencari waktu dari setiap beban 5 gram, 10 gram, dan 15 gram berdasarkan
volume ang telah ditentukan.
!. Menghitung besarna debit dari masing"masing beban #5 gram, 10 gram, 15gram$ berdasarkan volume ang ditentukan.
3. Menghitung besarna gaa pancaran berdasarkan hasil percobaan dan statis
momen pada masing"masing beban.
%. Menghitung &aktor koreksi dari masing"masing beban #5 gram, 10 gram, 15
gram$.
2.2 Dasar Teori
'erubahan aliran partikel &luida dapat menebabkan terjadina gaa ang
sebanding dengan laju perubahan momentum.
Menurut (ambang Triatmojo #1))3$ rumus ang berlaku untuk praktikum Jet
Impact adalah sebagai berikut:
1. Momentum * + - v...............................................................................#!.1$
!. aa #/$ * + - dv ............................................................................#!.!$
engan:
+ * rapat massa #kgm3$,
- * debit #m3s$,
v * kecepatan #ms$,
dv * percepatan #ms!$.
2pabila ditinjau tabung pipa ang terdiri dari sejumlah tabung aliran ang dibatasi
oleh tampang 1 dan !, maka gaa ang terjadi pada &luida di dalam tabung aitu:
/* + - #v! v1$ ...........................................................................................#!.3$
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 2/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
% Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
v!
Gambar 2.1 2rah 2liran
4eterangan:
/ * gaa pancaran #kg ms$,
+ * rapat massa &luida #kgm3$,
- * debit aliran &luida #m3s$,
v * kecepatan aliran #ms$,
v! * kecepatan aliran di pipa 1 #ms$,
v1 * kecepatan aliran di pipa ! #ms$,
* gaa reaksi plat terhadap impact pancaran &luida #kg ms$,
2 * luas penampang pipa #m!$.
Menurut (ambang Triatmojo #1))3$, gaa reaksi ang diberikan oleh plat
terhadap impact pancaran &luida adalah sebagai berikut:
* " / * " + - #v ! v1$ ...............................................................................#!.%$
2pabila persamaan kontinuitas aliran &luida adalah sebagai berikut:
- * 2 v ........................................................................................................... #!.5$
dan jika v! * 0, maka gaa reaksi ang diberikan oleh plat adalah sebagai berikut:
* " / * " + - #v! v1$
* " + 2 v #"v1$
* + 2 v1! ................................................................................................#!.6$
umus di atas berlaku untuk plat datar tetap.
umus gaa reaksi untuk plat lengkung tetap dipengaruhi oleh sudut
kelengkungan, aitu sudut masuk dan sudut keluar dari plat lengkung, aitu α dan
β terhadap garis sejajar arah aliran atau sumbu .
v /
v1
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 3/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
5 Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
v cos 7
7
v cos8
Gambar 2.2 9udut 'ancaran pada 'lat engkung
dimana: 8 * sudut masuk
7 * sudut keluar
Menurut (ambang Triatmojo #1))3$, komponen kecepatan pancaran masuk
terhadap sumbu ; adalah sebagai berikut:
v1 * v cos 8 .........................................................................................................#!.<$
4omponen kecepatan pancaran keluar terhadap sumbu ; adalah sebagai berikut:
v1 * v cos 7 ........................................................................................................#!.=$
Maka, gaa ang ditimbulkan oleh >at cair pada plat lengkung adalah sebagai
berikut:
* " / * " + 2 v #"v cos 8 v cos 7$
* + 2 v #v cos 8 ? v cos 7$..........................................................#!.)$
2pabila 8 * 7 * 0, maka:
* + 2 v #v cos 0° ? v cos 0°$
* + 2 v #v ? v$
* + 2 v !v
* ! + 2 v@..........................................................................................#!.10$
imana:
* gaa pancaran #A$,
2 * luas tampang pancaran #m!$,
v * kecepatan air #ms$,
+ * massa jenis #kgm3$.
/
8
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 4/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
6 Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
Bal ini menunjukkan bahwa gaa eng terjadi pada plat lengkung dimana
pancaran membentuk sudut 1=0C adalah dua kali besar gaa ang terjadi pada plat
datar. engan kata lain, plat lengkung mempunai e&ektivitas ang lebih tinggi
dalam menangkap tenaga pancaran dibandingkan dengan plat datar.
Gambar 2.3 'iranti Jet Impact
4eterangan :
1. (eban Merata engan #1,053 kgm$
!. Dngsel
3. 'lat engkung #' * 153,05 gr$
%. Eurat # * 0,01 m!$
5. 4aki
6. (eban #F * 5 gr, 10 gr, 15 gr$
<. Tabung 4aca
=. Inlet
). 'ipa
1 ! 5% 6 < =3 )
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 5/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
< Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
Menurut Timoshenko G ere #1))<$, gaa pancaran air berdasarkan statis momen
adalah sebagai berikut:
!
!
!1!1! $#!
1$# PL L L! L L" FL ++++= ........................................................#!.11$
!
!
!
!1!1 $#!
1$#
L
PL L L! L L"
F
++++= ..............................................................#!.1!$
4eterangan:
/ * gaa pancaran air #A$,
F * beban #kg$,
' * plat lengkung #kg$,
H * beban merata lengan #kg$,
1 * panjang lengan 1 #m$,
! * panjang lengan ! #m$.
2.2.1 Aplikasi dalam dunia teknik sipil
1. 'enggunaan mesin Turbin pada 'embangkit istrik Tenaga air
!. 'enggunaan kincir air dalam irigasi sawah
2.3 Alat dan Bahan
2lat dan bahan ang digunakan dalam praktikum Jet Impact adalah sebagai
berikut :
2.3.1 Alat
a. 'iranti Jet Impact
b. #$draulic Benc%
c. 2nak timbangan dengan beban 5 gram, 10 gram, dan 15 gram
d. &top'atc%
e. Dmber
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 6/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
= Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
2.3.2 Bahan
(ahan ang digunakan adalah air.
2.3.3 Gambar Alat
(erikut adalah gambar alat ang digunakan dalam praktikum Jet Impact :
Gambar 2.4 Jet Impact dan #$draulic benc%
Gambar 2.5 &top'ac%
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 7/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
) Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
Gambar 2.6 2nak timbangan dengan beban
Gambar 2.7 Dmber
2.3.4 Gambar Bahan
(erikut adalah gambar bahan ang digunakan dalam praktikum Jet Impact :
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 8/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
10 Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
Gambar 2. 2ir ang digunakan
2.4 !ara "erja
angkah"langkah melakukan praktikum Jet Impact adalah sebagai berikut:
1. Mempersiapkan piranti Jet Impact pada #$draulic Benc% sedemikian sehingga
tidak goah.
Gambar 2.# Mempersiapkan 'iranti Jet Impact pada #$draulic Benc%
!. Meletakkan bebananak timbangan pada ujung lengan.
Gambar 2.1$ Meletakkan (eban pada Ijung engan
3. Menghidupkan pompa air.
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 9/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
11 Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
Gambar 2.11 Menghidupkan 'ompa 2ir
%. Mengatur pancaran air ang menghantam plat lengkung dengan memutar
keran pengatur secara perlahan"pelan sampai lenganbatang logam pada
piranti Jet Impact benar"benar dalam keadaan sejajar.
Gambar 2.12 Mengatur 'ancaran 2ir sehingga lengan menjadi sejajar
5. Mengukur debit aliran dengan mencatatwaktu ang dibutuhkan manometer
debit sampai mencapai volume tertentu. 'enghitungan waktu dilakukan tiga
kali untuk memperoleh data t1, t!, dan t3. 4emudian menghitung masing"
masing debit.
Gambar 2.13 Mengukur ebit 2liran
6. Melakukan prosedur di atas dengan menggunakan beban ang bervariasi.
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 10/17
Laporan Praktikum #idrolika 201(
Bab 2 Jet Impact
Kelompok II
2.5 Dia%ram Alir
Gambar 2.14 iagram 2lir 'raktikum Jet Impact
%
Menediakan alat dan bahan
Mulai
Mempersiapkan piranti Jet Impact pada #$draulic Benc%
Meletakkan beban anak timbangan pada ujung lengan
Mengatur pancaran air pelengkung
4esimpulan
Menganalisis data dengan menghitung debit dan debit rata"rata masing"masing
beban
Mengulangi prosedur diatas dengan variasi beban
Mengulangi langkah 5 sebanak tiga kali
Mengukur debit aliran dengan mencatat waktu ang dibutuhkan manometer
debit sampai mencapai volume tertentu
9elesai
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 11/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
< Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
2.6 Data &asil 'er(obaan
ata 2wal 'ercobaan:
* 'anjang lengan total * 3= cm * 0,3= m
1 * 'anjang lengan beban 1 * !3 cm * 0,!3 m
! * 'anjang lengan beban ! * 15 cm * 0,15 m
' * 'lat lengkung * 153,05 gram * 0,15305 kg
* iameter curat * 0,01 m
2 * uas penampang curat * J K #0,01$@ * <,=5% 10"5 m@
H * (erat lengan beban * 1,053 kgm
+air * Massa jenis air * 1000 kgmL
Tabel 2.1 Basil 'engamatan 'ercobaan Jet Impact
(eban
#gram$
olume
#$
Faktu
#detik$
ebit
#mLdt$
ebit rata"rata
#mLdt$
5
15 !),%1 5,100 10"%
5,03< 10
"%
15 30,0= %,)=< 10"%
15 !),=6 5,0!3 10"%
10
15 !<,)% 5,36) 10"%
5,!3= 10"%15 !=,=< 5,1)6 10"%
15 !),1% 5,1%= 10"%
15
15 !<,<5 5,%05 10"%
5,3<= 10"%15 !<,5) 5,%3< 10"%
15 !=,3% 5,!)3 10"%
2.7 Analisis Data
4eterangan variabel
n : ata ke"n #1,!,3,N,dst$,
-n : ebit ke"n,
vn : kecepatan ke"n,
/pn : aa pancaran dari hasil percobaan ke"n,
/n : aa akibat dari perhitungan teori statis momen ke"n,
n : /aktor korelasi ke"n.
Fn : berat beban ke"n
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 12/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
= Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
a. Intuk beban pertama #F1$ * 5 gram * 0,005 kg
dt m
ratarata) 1003<,53
10$0!3,5)=<,%5,100# 3%%
1
−−
×=
++
=−
aa pancaran air berdasarkan percobaan #/'1$
/'1* ! + 2 v1@
* ! 1000 <,=5%10"5 #6,%13$@
/'1* 6,%60 A
aa pancaran air berdasarkan statis momen #/1$
=1,)$#
!1$#
!
!
!
!1!11
1
L
PL L L! L L" F
++++=
=1,)15,0
15,015305,0$15,0!3,0#053,1!1$15,0!3,0#005,0 !
×++××++=
/1 * 6,5)<= A
/aktor koreksi /'1 dengan /1 #81$
)<),05)<=,6
%60,6
1
1
1 === F
FP α
O 4esalahan elati& * O1001
11×
−
F
FP F
* O1005)<=,6
%60,65)<=,6×
−
* !,0=) O
b. Intuk beban kedua #F!$ * 10 gram * 0,01 kg
dt m *
ratarata)+ %13,6
10=5%,<
1003<,5 3
5
%
11 =
×
×=
−=
−
−
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 13/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
) Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
dt m
ratarata) 10!3=,53
10$1%=,51)6,536),5# 3%%
!
−−
×=++
=−
66),610=5%,<
10!3=,55
%!
! =×
×=
−=
−
−
*
ratarata)+ dt m
aa pancaran air berdasarkan percobaan #/'!$
/'! * ! + 2 v!@
* ! 1000 <,=5%10"5 #6,66)$@
/'! * 6,)=6 A
aa pancaran air berdasarkan statis momen #/!$
=1,)$#
!1$#
!
!
!
!1!1!
! L
PL L L! L L" F
++++=
=1,)
15,0
15,015305,0$15,0!3,0#053,1!
1$15,0!3,0#01,0 !
×++××++=
/! * 6,<!!1 A
/aktor koreksi /'! dengan /! #8!$
03),1<!!1,6
)=6,6
!
!! ===
F
FP α
O 4esalahan elati& * O100!
!!×
−
F
FP F
* O100<!!1,6
)=6,6<!!1,6×
−
* 3,)!6 O
c. Intuk beban ketiga #F3$ * 15 gram * 0,015 kg
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 14/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
10 Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
dt m
ratarata) 103<=,53
10$!)3,5%3<,5%05,5# 3%%
3
−−
×=++
=−
dt m *
ratarata)+ =%<,6
10=5%,<
103<=,55
%3
3 =×
×=
−=
−
−
aa pancaran air berdasarkan percobaan #/'3$
/'3 * ! + 2 v3@
* ! 1000 <,=5%10"5 #6,=%<$@
/'3 * <,36% A
aa pancaran air berdasarkan statis momen #/3$
=1,)$#
!1$#
!
!
!
!1!13
3 L
PL L L! L L" F
++++=
=1,)15,0
15,015305,0$15,0!3,0#053,1!
1$15,0!3,0#015,0 !
×++××++=
/3 * 6,=%63 A
/aktor koreksi /'3 dengan /3 #83$
0<6,1=%63,6
36%,<
3
3
3 === F
FP α
O 4esalahan elati& * O1003
33
×
−
F
FP F
* O100=%63,6
36%,<=%63,6×
−
* <,56! O
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 15/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
11 Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
2. 'embahasan
Tabel 2.2 Basil 'erhitungan aa 'ancaran dari 'ercobaan Maupun Teori
AoF
#gram$
-
#mLdt$
#mdt$/'n
#A$
/n
#A$8
4esalahan
elati& #O$
1 5 %,)3<10"% 6,!=5 6,151 6,5)<= 0,)3! 6,<<
! 10 %,)010"% 6,!3= 6,11 6,<!!1 0,)%= ),10
3 15 5,11=10"% 6,516 6,6<0 6,=%63 0,)<% !,5<
'erbandingan gaa"gaa hasil perhitungan dan gaa"gaa hasil percobaan adalah
sebagai berikut:
'ercobaan 1 81 * 0,)3!
'ercobaan ! 8! * 0,)%=
'ercobaan 3 83 * 0,)<%
(erdasarkan pengamatan Tabel !.! dapat disimpulkan bahwa untuk kondisi ideal,
harga &aktor koreksi #8$ adalah 1. Barga &aktor koreksi bernilai angka 1
menggambarkan bahwa pada percobaan masih terdapat beberapa &aktor kesalahan.
Menurut kelompok kami hal tersebut terjadi karena kekurang telitian praktikan
dalam mengukur waktu.
/aktor kesalahan antara lain adalah sebagai berikut :
1. /aktor 'raktikan
a.4urang akurat atau kurang kebersamaan antara penghentian waktu
,top'atc% dan penghentian aliran pada bak penampungan dalam pengukuran
debit.
b. 4esalahan dalam membaca gelas ukur.
!. /aktor 2lat
a.Terdapat lubang lubang pada lengan beban ang tidak diperhitungkan di
mana lubang" lubang tadi mengurangi berat beban #H$
b. 4ondisi alat Jet Impact ang digunakan terdapat kebocoran
sehingga mempengaruhi perhitungan debit air.
c.&top'act% ang digunakan kurang representati&.
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 16/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
1! Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
Menurut (ambang Triatmojo #1))3$, hubungan antara debit, volume, dan waktu
adalah sebagai berikut:
t
- ) =
dimana: - * debit #m3dt$,
* volume #m3$,
t * waktu #dt$.
(esar debit #-$ berbanding terbalik dengan waktu #t$. (esar debit #-$ berbanding
lurus dengan volume #$. 'ada volume ang tetap, semakin besar beban ang
dikenakan, maka debit air ang mengalir semakin besar dan menebabkan waktu
ang diperlukan semakin kecil.
Menurut (ambang Triatmojo #1))3$, hubungan antara debit, kecepatan pancaran,
dan luas penampang adalah sebagai berikut:
- * 2 v
dimana:
- * debit #mLdt$,
2 * luas penampang #m@$,
v * kecepatan pancaran #mdt$.
(esarna debit #-$ berbanding lurus dengan kecepatan pancaran #v$ dengan luas
penampang #2$ ang tetap. 'ada luas penampang ang tetap, semakin besar debit
ang mengalir mengakibatkan kecepatan pancaran semakin besar. 9etiap
perubahan harga beban akan menghasilkan perubahan nilai terhadap gaa ang
dihasilkan.
2.# "esimpulan
ari percobaan dan analisis data ang dihasilkan, maka dapat disimpulkan :
1. (esrana waktu dari masing masing beban 5 gram, 10 gram,
dan 15 gram berturut" turut adalah t1 * !),<= detik, t! * !=,65 detik, dan t3
* !<,=) detik.
!. (esarna debit dari masing"masing beban 5 gram, 10 gram,
dan 15 gram berturut"turut adalah -1 * %,)3< 10"% mLdt P -! * %,)00
10"% mLdt P dan -3 * 5,11=10"% mLdt.
7/23/2019 BAB 2 Jet Impact
http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 17/17
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015
13 Bab 2 Jet Impact
Kelompok 11
3. Ailai besarna gaa pancaran berdasarkan hasil percobaan
dan statis momen pada masing masing beban sebagai berikut :
a. (esarna gaa ang ditimbulkan pancaran air akibat beban 5 gram
adalah /'1 * 6,151 A dan /1 * 6,5)<= A.
b. (esarna gaa ang ditimbulkan pancaran air akibat beban 10 gram
adalah /'! * 6,11 A dan /! * 6,<!!1 A.
c. (esarna gaa ang ditimbulkan pancaran air akibat beban 15 gram
adalah /'3 * 6,6<01 A dan /3 * 6,=%63 A.
%. (esarna &aktor koreksi #8$ dari masing"masing beban 5 gram, 10 gram,
dan 15 gram berturut"turut adalah 81 * 0,)3!P 8! * 0,)%=P dan 83 * 0,)<%.
Basil praktikum dirasa kurang baik, karena harga &aktor koreksi #8$ telah
menunjukkan hasil angka 1. 9ehingga dapat dikatakan praktikum ini
belum berhasil.
2.1$ )aran
Intuk memperoleh keakuratan hasil praktikum, penguasaan materi dan ketelitian
sangat diperlukan pada praktikan terutama dalam pembacaan ukuran. /aktor alat
juga sangat menentukan, kerusakan alat harus dihindari agar tidak mempengaruhi
data ang diperoleh. (agi 'raktikan harus lebih menguasai diri dengan memahami
materi ang akan diujikan serta memperhatikan arahan dari asisten untuk
pelaksanaanna. Intuk kelancaran jalanna praktikum, diperlukan adana
keteraturan dan kedisiplinan dalam melaksanakan praktikum, baik oleh praktikan
maupun asisten ang membantu praktikan dapat melakukan percobaan.