laprak hubungan tekanan kecepatan dan elevasi

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


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


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


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


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


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


7/21

? 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


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


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


10/21

an

Ke

$;&detik'


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


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



Linear (Grafk P2Terhadap V2

5rafik /.(. 5rafik #( Terhadap +( #ada !ukaan *

11


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



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 Linear (Grafk P2 Terhadap V2

12


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



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



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


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


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


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


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


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


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


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


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

laprak hubungan tekanan kecepatan dan elevasi

Documents