-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
1/21
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Fluida adalah zat yang dapat mengalir yang mempunyai partikel yang
mudah bergerak dan berubah bentuk tanpa adanya pemisahan massa. Semua
fluida memiliki tekanan baik yang berbentuk cair ataupun gas. Ketika fluida
berada dalam keadaan tenang. fluida memberikan gaya yang tegak lurus ke
seluruh permukaan kontaknya. Tinggi rendahnya suatu tempat dapat
mempengaruhi besar atau rendahnya tekanan di tempat tersebut. Fluida sangat
mudah ditemukan. contohnya saja air. Air merupakan fluida yang terdapat di
mana saja. Dalam kehidupan sehari-hari. kita membutuhkan air untuk
melakukan berbagai aktifitas. dan untuk mendapatkan air tersebut kita harus
mengalirkannya dari sumber air ke rumah.
ukum !ernoulli menjelaskan tentang konsep dasar aliran pada fluida.
yang menyatakan bah"a peningkatan kecepatan fluida akan menimbulkan
penurunan tekanan pada aliran tersebut. #ersamaan !ernoulli umumnya tidak
dapat diterapkan pada aliran fluida dalam perubahan penampang yang kontras
$sudden e%pansion & sudden enlargement'. pada aliran dalam mesin-mesin fluida
yang searah serta pada aliran udara yang melalui elemen pemanas ataupun yang
pengaruh kompresibilitasnya tinggi.
1.2. Tujuan Praktikum
(. )engetahui #rinsip !ernoulli.
*. )engetahui hubungan antara Tekanan $#'. Kecepatan $+' dan ,leasi $z'.
. )engukur besar Kecepatan pada fluida yang mengalir dalam pipa.
/. )enghitug Debit aliran.
0. )engukur Tekanan fluida dalam pipa.
1
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
2/21
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Hukum Bernoulli
#ersamaan !ernoulli menyatakan bah"a 1jumlah energi pada suatu titik
di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain
pada jalur aliran yang sama2. #rinsip ini diambil dari nama ilmu"an
berkebangsaan !elanda&S"iss bernama Daniel !ernoullidan dapat ditulis dengan
rumus sebagai berikut 3
P1+g h
1+1
2
v1
2=P2+gh
2+1
2
v2
2
Keterangan 3
# 3 Tekanan Fluida $#a'
3 Kerapatan 4enis $
Kg
m3 '
g : 5aya 5raitasi $
m
s2 '
h 3 Ketinggian Fluida $m'
3 Kecepatan Fluida(
m
s)
Secara umum terdapat dua bentuk persamaan !ernoulli yaitu 3
a. Aliran Tak Termampatkan
Aliran tak termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak
berubahnya besaran kerapatan massa $densitas' dari fluida di sepanjang aliran
tersebut. 6ontoh fluida tak-termampatkan adalah3 air. berbagai jenis minyak.
emulsi. dll. !entuk #ersamaan !ernoulli untuk aliran tak termampatkan
adalah sebagai berikut3
P+gh+1
2 v
2=Konstan
Keterangan 3
# 3 Tekanan Fluida $#a'
2
http://id.wikipedia.org/wiki/Daniel_Bernoullihttp://id.wikipedia.org/wiki/Daniel_Bernoulli -
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
3/21
3 Kerapatan 4enis $
Kg
m3 '
g :
5aya 5raitasi $
m
s2
'
h 3 Ketinggian Fluida $m'
3 Kecepatan Fluida(
m
s)
b. Aliran Termampatkan
Aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan
berubahnya besaran kerapatan massa $densitas' dari fluida di sepanjang aliran
tersebut. 6ontoh fluida termampatkan adalah3 udara. gas alam. dll. #ersamaan
!ernoulli untuk aliran termampatkan adalah sebagai berikut3
v2
2++w=Konsatan
Keterangan 3
:Energi PotensialGravitasi Per Satuan Massa
4ika graitasi konstan maka =g . h
7 3 8, ntalpiFluida #er Satuan )assa
w=+P
: ,nergi Termodinakmika #er Satuan )assa atau ,nergi 9nternal
Spesifik
2.2. Tekanan lui!a Dalam Pi"a
Tekanan fluida dapat dinyatakan sebagai gaya per satuan luas. dan dapat
ditulis dengan rumus 3
P=F
A
Dimana 3
3
http://id.wikipedia.org/wiki/Entalpihttp://id.wikipedia.org/wiki/Entalpihttp://id.wikipedia.org/wiki/Entalpihttp://id.wikipedia.org/wiki/Entalpi -
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
4/21
# 8 Tekanan Fluida(
N
m2atau Pa)
F 8 5aya $:'
A 8 ;uas #ermukaan $m*'
Tekanan fluida memiliki karakteristik yaitu 3
a. Fluida akan bersikap normal terhadap bidang daerah manapun di
dalam permukaan cairan
b. Tekanan akan meningkat secara tegak lurus dengan kedalaman cairan
c. Fluida selalu memberikan tekanan ke segala arah
Tekanan fluida dalam pipa lebih dikenal dengan sebutan tekanan
hidrostatis. Tekanan idrostatis adalah tekanan yang terjadi di ba"ah air. Tekanan
ini terjadi karena adanya berat air yang membuat cairan tersebut mengeluarkan
tekanan. Tekanan hidrostatis bisa ditulis dengan rumus3
P= . g .h
Dimana3
# 8 Tekanan (N
m2atau Pa)
g 8 5aya 5raitasi(
m
s2)
h 8 Ketinggian $m'
2.#. Aliran Dalam Pi"a
Aliran fliuda adalah pergerakkan massa atau partikel-partikel fluida..
!eberapa komponen dasar yang berkaitan dari suatu sistem perpipaan adalah
meliputi pipa-pipa itu sendiri. sambungan pipa $fitting' yang digunakan
menyambung masing-masing pipa guna membentuk sistem yang diinginkan.
peralatan pengatur laju aliran $katup-katup' dan pompa-pompa yang menambah
energi atau mengambil energi dalam aliran fluida.
#ada aliran fluida di dalam pipa. lapisan fluida di dalam dinding mempunyai
kecepatan nol. ;apisan fluida pada jarak yang semakin jauh dari dinding pipa
4
http://id.wikipedia.org/wiki/Airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Air -
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
5/21
mempunyai kecepatan yang semakin besar. dengan kecepatan maksimum terbesar
terjadi pada pusat pipa. Distribusi kecepatan aliran dalam pipa bergantung pada
jenis aliran dalam pipa. 4enis aliran juga memegang peranan penting dalam
penentuan gaya friksiyang bekerja pada fluida. Aliran dalam pipa dapat
dibedakan menjadi tiga aliran yaitu sebagai berikut 3
a. Aliran ;aminar
Aliran laminar memiliki bilangan ntuk pipa halus persamaannya menjadi 31
=2
g [2.51
]
5
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
6/21
#eralihan Ke #ipa Kasar
1
=2
g [2.51
+
Ks /d3.71
]
Keterangan 3
Ks 3 Kekasaran )utlak
d 3 Diameter pipa
Ks/d 3 Kekasaran
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
7/21
? 3 Debit $m
3
s '
+ 8 +olume $m'
T 8 7aktu $s'
2.'. Ke$e"atan lui!a !alam Pi"a
>ntuk mengetahui kecepatan aliran fluida cair di dalam tabung atau pipa
dapat digunakan tabung pitot. sebuah manometer tabung terbuka dihubungkan
dengan pipa yang dialiri fluida. Tekanan dalam kaki kiri manometer yang
lubangnya sejajar dengan aliran gas sama dengan tekanan didalamaliran fluida.
Tekanan yang berada di dalam kaki kanan yang lubangnya tegak lurus den gan
aliran fluida dapat dihitung denganpersamaan !ernoulli pada titik A dan !.)isalnya adalahkecepatan. @ adalah densitas. dan pA adalah tekanan di titik A.
kecepatan di titik ! sama dengan nol. sehingga persamaan !ernoulli di titik A dan
! menjadi3 #! 8 #A B @air*
#ada suatu fluida nyata yang melalui sebuah penampang A dan pada debit
aliran ?. maka kecepatan rata-rata aliran bisa didapat dengan menggunakan
persamaan kontinuitas aliran sebagai berikut3
+ 8Q
A
Dengan. + 8 Kecepatan rata-rata $m&det'
? 8 Debit aliran $m&det'
A 8 ;uas penampang saluran $m*'.
7
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
8/21
BAB III
(ET)DE P*AKTIKU(
#.1. Alat
(. Alat Tulis.
*. Kalkulator.
. )istar.
/. )eteran.
0. 5elas >kur (=== m;.
C. Stop 7atch.
. 4aringan #ipa yang dihubungkan dengan )anometer Air.
E. #ompa Air *== 7att
. !ak untuk 6onstant ead.
(=. !ak ;impasan.((. !ak Sirkulasi Air.
#.2. Ba+an
1. Air dalam Sistem Sirkulasi.
#.#. Pro,e!ur Pelak,anaan
(. )emeriksa bah"a !ak Thorn dalam kondisi penuh.
*. )emeriksa bah"a !ak 6onstant ead selalu dalam kondisi penuh.. )embuka Stop kran 9nlet dari !ak Thorn yang terhubung langsung ke !ak
Konstan.
/. )emeriksa bah"a semua Stop Kran !ak Tohrn yang menuju ke Alat >kur
$9nstrumen' ber manometer dalam keadaan tertutup.
0. )elepaskan selang pada Stop Kran !ak Konstan. setelah itu menentukan
$tiga' bukaan untuk Stop Kran !ak Konstan. Tandai dengan pasti karena
setiap bukaan Stop Kran !ak Konstan akan menjadi 9nlet pada
pengukuran.C. )engukur dan mencatat Debit $?' pada setiap pembukaan Stop Kran !ak
Konstan. Setiap Debit pada masing-masing bukaan pada instrumen yang
berbeda. Kemudian catat (. *. #( dan #*.pengukuran dilakukan secara
+olumetrik dengan menggunakan gelas ukur dan Stop Watch.
. )emasang kembali selang pada Kran !ak Konstan yang menuju ke
9nstrumen.
E. )enghitung #( G#*G (dan *dengan menggunakan rumus lalu catat.
8
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
9/21
BAB I-
HASIL DAN PE(BAHASAN
%.1. Ha,il
Tabel /.(.(. Data asil #erhitungan Debit. #. + dan H tiap bukaan
!uka- Debit Debit #osisi Data #engukuran Total ( Total *
9
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
10/21
an
Ke
$;&detik'
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
11/21
4 4.2 4.4 4.6 4.8 5 5.2 5.4
2.6
2.7
2.8
2.9
3
3.1
3.2
3.3
3.4
R = 1
Grafk P1 Terhadap V1
Grafk P1 Terhadap V1
Linear (Grafk P1
Terhadap V1
5rafik /.(.* 5rafik #* Terhadap +* #ada !ukaan (
4 4.2 4.4 4.6 4.8 5 5.2 5.4 5.6
2.6
2.7
2.8
2.9
33.1
3.2
3.3
3.4
R = 1
Grafk P2 Terhadap V2
Grafk P2 Terhadap V2
Linear (Grafk P2Terhadap V2
5rafik /.(. 5rafik #( Terhadap +( #ada !ukaan *
11
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
12/21
4.6 4.7 4.8 4.9 5 5.1 5.2 5.3
2.95
3
3.05
3.1
3.15
3.2
3.25
3.3
3.35
R = 0.95
Grafk P1 Terhadap V1
Grafk P1 Terhadap V1
Linear (Grafk P1
Terhadap V1
5rafik /.(./ 5rafik #* Terhadap +* #ada !ukaan *
4.6 4.7 4.8 4.9 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
2.95
3
3.05
3.1
3.15
3.2
3.25
3.3
R = 0.99
Grafk P2 Terhadap V2
Grafk P2 Terhadap V2 Linear (Grafk P2 Terhadap V2
12
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
13/21
5rafik /.(.0 5rafik #( Terhadap +( #ada !ukaan
5.8 5.9 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.53.35
3.4
3.45
3.5
3.55
3.6
R = 0.99
Grafk P1 Terhadap V1
Grafk P1 Terhadap V1
Linear (Grafk P1
Terhadap V1
5rafik /.(.C 5rafik #* Terhadap +* #ada !ukaan
5.6 5.7 5.8 5.9 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5
3.35
3.4
3.45
3.5
3.55
3.6
R = 0.96
Grafk P2 Terhadap V2
Grafk P2 Terhadap V2
Linear (Grafk P2
Terhadap V2
a. #erhitungan #( 3
!u"aan "e1 (#=0.99 )= $ P
1
8 .E( I =./E
8 /.=EE k#a
!u"aan "e1 (#=0.96 )= $ P
1
8 .E( I =.0/
13
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
14/21
8 0.*/ k#a
!u"aan "e1 (#=1.02 )= $ P
1
8 .E( I =./*
8 /.(*=* k#a
!u"aan "e2 (#=0.99 )= $ P1
8 .E( I =.0(0
8 0.=0*(0 k#a
!u"aan "e2 (#=0.96 )= $ P
1
8 .E( I =.00
8 0.*/E k#a
!u"aan "e2 (#=1.02)= $ P
1
8 .E( I =./E8 /.=EE k#a
!u"aan "e3 (#=0.99)= $ P
1
8 .E( I =.C0
8 C.C0 k#a
!u"aan "e3 (#=0.96 )= $ P
1
8 .E( I =.C
8 0.EEC k#a
!u"aan "e3 (#=1.02 )= $ P
1
8 .E( I =.C
8 0.EEC k#a
b. #erhitungan #* 3
!u"aan "e1 (#=0.99 )= $ P
2
8 .E( I =./E
8 /.=EE k#a
!u"aan "e1 (#=0.96 )= $ P
2
8 .E( I =.0/0
8 0./C k#a
!u"aan "e1 (#=1.02 )= $ P2
8 .E( I =./*0
8 /.(C k#a
!u"aan "e2 (#=0.99 )= $ P
2
8 .E( I =.0=0
8 /.0 k#a
!u"aan "e2 (#=0.96 )= $ P
2
8 .E( I =.00
8 0.00 k#a
14
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
15/21
!u"aan "e2 (#=1.02 )= $ P
2
8 .E( I =./E
8 /.=EE k#a
!u"aan "e3 (#=0.99 )= $ P2
8 .E( I =.C0
8 C.C0 k#a
!u"aan "e3 (#=0.96 )= $ P
2
8 .E( I =.00
8 0.C/ k#a
!u"aan "e3 (#=1.02 )= $ P
2
8 .E( I =.C=0
8 0.0 k#a
c. #erhitungan +( 3
!u"aan "e1 (#=0.99 )=2g V1
2$9.81$0.482
= .=0m
s
!u"aan "e1 (#=0.96 )=2g V1
2$9.81$0.55
8 .*E/m
s
!u"aan "e1 (#=1.02 )=2 g V1
2$9.81$0.42
8 *.E=m
s
!u"aan "e2 (#=0.99 )=2g V1
2$9.81$0.51
8 .(Cm
s
!u"aan "e2 (#=0.96 )=2g V1
2$9.81$0.55
15
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
16/21
8 .*E/m
s
!u"aan "e2 (#=1.02)=2 g V1
2$9.81$0.48
8 .=CEm
s
!u"aan "e3 (#=0.99)=2g V1
2$9.81$0.653
8 .0m
s
!u"aan "e3 (#=0.96 )=2g V1
2$9.81$0.6
8 ./(m
s
!u"aan "e3 (#=1.02 )=2g V1
2$9.81$0.605
8 .//0ms
d. #erhitungan +* 3
!u"aan "e1 (#=0,99 )=2g V2
2$9.81$0.485
8 .=E/
m
s
!u"aan "e1 (#=0,96 )=2g V2
2$9.81$0.565
8 .*m
s
!u"aan "e1 (#=1.02 )=2 g V2
2
$9.81
$0.43
16
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
17/21
8 *.=/m
s
!u"aan "e2 (#=0,99 )=2g V2
2$9.81$0.51
8 .(Cm
s
!u"aan "e2 (#=0,96 )=2g V2
2$9.81$0.5425
8 .*C*m
s
!u"aan "e2 (#=1.02 )=2 g V2
2$9.81$0.485
8 .=E/m
s
!u"aan "e3 (#=0,99 )=2g V2
2$9.81$0.645
8 .00ms
!u"aan "e3 (#=0,96 )=2g V2
2$9.81$0.6
8 ./(m
s
!u"aan "e3 (#=1.02 )=2g V2
2$9.81$0.61
8 ./0m
s
%.2. Pem&a+a,an
#raktikum keempat ini mengenai hubungan tekanan $#'. kecepatan $+'.
dan eleasi $H'. ;angkah pertama yang dilakukan pada praktikum ini adalah
menentukan tiga bukaan. #ada praktikum ini dilakukan sebanyak tiga kali
17
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
18/21
pengukuran terhadap tekanan fluida. kecepatan fluida pada masing-masing bukaan
dan ketinggian fluida terhadap tanah $eleasi'. Data pengukuran diletakkan di
tabel (. Sedangkan data hasil perhitungan pengukuran diletakkan si tabel *. >ntuk
menghitung tekanan fluida digunakan rumus 3
P= . h
Sedangkan untuk menghitung kecepatan fluida digunakan rumus 3
V=2gV
Dari data hasil perhitungan yang diperoleh dapat disimpulkan bah"a
tekanan pada fluida berbanding terbalik dengan kecepatan. 4ika tekanan fluida nya
rendah maka kecepatan fluida nya tinggi begitu pula sebaliknya. jika tekanan
fluida nya tinggi maka kecepatan fluida nya rendah. #ada praktikum ini juga. hasil
perhitungannya menunjukkan kesesuaian terhadap prinsip hukum !ernoulli
tersebut. al ini dapat diketahui dari data hasil perhitungan pada tabel *.
>ntuk menghitung debit $?' digunakan rumus 3
Q=Volume
%a"tu
Dari data tabel ( di peroleh hasil perhitungan debit rata-rata pada setiap bukaan
adalah =.==C ;&detikG =.=**;&detik. dan =.C*0 ;&detik. Semakin besar
kecepatan dan olume fluida maka semakin besar pula debit fluida yang akan
diperoleh.
Dalam praktikum ini debit air dapat dipengaruhi oleh "aktu yang tercatat
pada saat pengukuran debit fluida secara olumetrik dengan menggunakan gelas
ukur dan stop "atch. Semakin lama "aktu yang tercatat maka akan semakin kecil
pula debit fluida yang diperoleh begitu pula sebaliknya semakin cepat "aktu yangtercatat maka akan semakin besar debit fluida yang diperoleh.
+ariabel zpada rumus tersebut merupakan jarak dari dasar lantai ke titik
instrumen. Dari hasil pengukuran yang telah dilakukanG didapat tiga besaran z dari
setiap percobaanG yaitu3
H( 8 =.= m
H* 8 =GC m
H 8 (G=* m
18
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
19/21
Kemudian dari grafik dapat dijelaskan bah"a kedua grafik diba"ah ini
merupakan perbandingan antara besar kecepatan dengan tekanan. Dengan sumbu-
% menyatakan besar kecepatan dan sumbu-y menyatakan besar tekanan.
19
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
20/21
BAB -
KESI(PULAN
(. #ada praktikum ini debit fluida di hitung dengan rumus
!=Volume
%a"tu dan dari tiga kali proses pengukuran diperoleh hasil debit rata-
rata pada setiap bukaan di masing-masing posisi instrumen $eleasi' yang
berbeda. pada bukaan pertama =.==C ;&detik. !ukaan kedua =.=** ;&detik.
dan bukaan ketiga =.C*0 ;&detik. !esar kecilnya debit suatu fluida dapat
dipengaruhi oleh diameter pipaG kecepatan aliran fluida. olume fluida dan
"aktu.
*. #ada praktikum ini tekanan fluida di hitung dengan rumus
P= . h atau # . Pn dan dari tiga kali proses pengukuran pada masing-
masing bukaan pada posisi instrumen $eleasi' di =. meterG=.C meter dan
(.=* meter diperoleh hasil #( pada bukaan pertama /.=EE k#aG0.*/
k#aG/.(*=* k#a. !ukaan kedua 0.=0/0 k#aG0.*/E k#aG/.=EE k#a dan bukaan
ketiga C.C0 k#a dan 0.EEC pada saat posisi instrumen di =.C meter dan (.=*
meter. >ntuk #* pada bukaan pertama /.=EE k#aG 0./C k#aG/.(C k#a.
!ukaan kedua/.0 k#aG0.00 k#aG/.=EE k#a dan bukaan ketiga C.C0 k#aG
0.C/ k#aG0.0 k#a.
. #ada praktikum ini kecepatan fluida di hitung dengan rumus
V=2gV dan dari tiga kali proses pengukuran setiap bukaan pada eleasi
yang berbeda diperoleh hasil +(pada bukaan pertama .=0 m&sG .*E/ m&sG
*.E= m&s. !ukaan kedua .(C m&sG .*E/ m&sG .=CE m&s dan bukaan ketiga
.0 m&sG ./( m&sG .//0 m&s. >ntuk +*pada bukaan pertama .=E/ m&sG
.* m&sG *.=/ m&s. !ukaan kedua .(C m&sG.*C* m&sG .=E/ m&s dan
bukaan ketiga .00 m&sG ./( m&sG ./0 m&s.
/. ubungan antara tekanan. kecepatan. dan eleasi adalah eleasi berpengaruh
terhadap tekanan dan kecepatan fluida pada pipa. Tekanan pada fluida
berbanding terbalik dengan kecepatan. 4ika tekanan fluida nya rendah maka
20
-
7/23/2019 Laprak Hubungan Tekanan Kecepatan Dan Elevasi
21/21
kecepatan fluida nya tinggi begitu pula sebaliknya. jika tekanan fluida nya
tinggi maka kecepatan fluida nya rendah.
5. asil dari praktikum ini sudah memenuhi prinsip dari ukum !ernoulli.
21