praktikum mekanika fluida

7/22/2019 praktikum mekanika fluida

1/24

Kata Pengantar

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala limpahan Rahmat,Inayah, Taufik dan Hinayahnya sehingga saya dapat menyelesaikan penyusunan

makalah ini dalam bentuk maupun isinya yang sangat sederhana.Semoga makalahini dapat dipergunakan sebagai salah satu acuan, petunjuk maupun pedoman bagi

pembaca.

Makalah ini saya akui masih banyak kekurangan karena pengalaman yang sayamiliki sangat kurang.Oleh kerena itu saya harapkan kepada para pembaca untuk

memberikan masukan-masukan yang bersifat membangun untuk kesempurnaanmakalah ini.
http://aadesanjaya.blogspot.com/2011/05/contoh-kata-pengantar-yang-baik.htmlhttp://aadesanjaya.blogspot.com/2011/05/contoh-kata-pengantar-yang-baik.htmlhttp://aadesanjaya.blogspot.com/2011/05/contoh-kata-pengantar-yang-baik.html


2/24

BAB I

PENDAHULUAN

1. TEORI DASARMekanika fluida adalah ilmu yang mempelajari tentang fluida baik fluida yang

diam maupun fluida yang bergerak.Sedangkan fluida itu sendiri adalah zat yangterdeformasi secara kontunyu apabila dikenai tegangan geser, seberapa kecilpun

tagangan geser tersebut diberikan.

Fluida dapat dikelompokkan menjadi dua macam yaitu compresible fluiddan

incompressible fluid.Compresible fluid adalah fluida yang dapat dimampatkan atau

termampatkan contohnya fluida bangsa gas (udara, oksigen, hidrogen, nitrogen dan

masih banyak yang lainya).Incompressible fluid adalah fluida yang tidak dapatdimampatkan atau tak termampatkan conyoh palang banyak banyak ditemukandisekitar kita adalah air, bensin, oli, minyak, dan lain sebagainya.

Apabila suatu fluida mengalir dalam pipa, maka energy yang dikandungnya tidak

akan konstan. Hal ini disebabkan karena energy tersebut sebagian hilang akibat

gesekan antara fluida dengan permukaan sentuh pipa atau perubahan bentuk

geometris pipa secara tiba-tiba. Fenomena ini dalam hidrolika sering disebutdengan kehilangan tinggi trkan (Head Losses)

Untuk membuktikan fenomena ini secara fisik dapat dilakukan percobaan secara

sederhana, yauitu dengan mengalirkan fluida kedalam pipa, lalu diamati fluida

tersebut dalam 2 keadaan.


3/24

Akan terlihat bahwa permukaan fluida pada keadaan 1, lebih tinggi dari keadaan 2

dengan perbedaan . Dalam percobaan ini akan diamati kehilangan tinggi tekanpada aliran melalui pipa lurus/ aliran dalam pipa yang mengalami kontraksi tiba-

tiba serta aliran melalui tikungan. Percobaan ini lebih ditekankan pada kehilangan

tinggi tekan akibat keadaan fisis dari pipa.

Data hasil percobaan akan dibandingkan dengan hasil perhitungan, sehinggadiperoleh gambaran karakter alat yang digunakan.

2. TUJUAN PERCOBAANa. Mengetahui dan membuktikan adanya kehilangan energy pada aliran

melalui pipa akibat :

1. Gesekan permukaan sentuh pipa.2. Kontraksi secara tiba-tiba.3. Tikungan.4. Ekspansi secara tiba-tiba.

b. Menghitung besarnya tinggi tekan.c. Menghitung keofisien kehilangan tinggi tekan.d. Mengetahui hubungan antara kehilangan tinggi tekan dengan factor-

faktor yang mempengaruhinya.

e. Membandingkan hasil pengamatan dengan hasil percobaan.3. RUMUS-RUMUS DASAR DAN PRINSIP PERCOBAAN

a. Hukum kontiunitas :Q = A x V = Konstan

Dimana : Q = Debit

A = Luas penampang

V = Kecepatan aliran

b. Hukum Bernoulli :Z1 + P1/YV12/2g = Z2 + P2/Y + V22/2g


4/24

c. Prinsip mengukur kehilangan tinggi tekanUntuk air raksa HL = 12,60 X.

4. ALAT-ALATJaringan pipa yang terdiri dari :

Pipa lurus Tikungan Kontraksi Ekspansi

5. PROSEDUR PERCOBAAN1. Kedua pipa terhubung ke resevoar dan air dialirkan2. Memeriksa apakah ada gelembung-gelembung udara pada pipa/ tabung

manometer. Jika harus ada dikeluarkan dengan membuka slek up-nya.3. Memeriksa apakah peralatan siap untuk dipakai.4. Diperiksa kembali apakah tinggi dari pada permukaan air raksa sama

tinggi.

5. Diamati, diukur serta dicatat perbedaan permukaan muka air raksa padatabung manometer 1, 2, 3, 4.

6. Untuk mengukur debit air, Venturimeter.7. Mengulang 2,5 dan 6 sebanyak 10 kali percobaan untuk masing-masingpercobaan.


5/24

I BBRBRI P

2.1Tujuan PercobaanMembuktikan bahwa pada pipa lurus :

Faktor gesekan merupakan fungsi dari bilangan Reynold

2.2Teori RumusDalam percobaan dengan system pipa lurus ini, terdapat berbagai rumus dasar

yang digunakan, yaitu :

Perhitungan debit Q = 80,362 x x

Kecepatan V = A = d2

Nilai A merupakan luas penampang lingkaran (pipa)

Nilai d(diameter) diambil dari diameter pipa yang diuji

Faktor gesekan Daroy Weisbach


6/24

Bilangan ReynoldsRe =

Faktor Gesekan Blassius

2.3Data PengamatanBerikut ada table dari sepuluh (10) percobaan yang telah dilalukan :

Percobaan H

1 1,5

2 3,2

3 4,3

4 4,8

5 5

6 4

7 3,8

8 4,3

9 3,6

10 4

Diameter Pipa : d = 2,138 cm Panjang Pipa : L = 193 cm Nilai v (Viskositas) : 8,97 x 10-3 Gravitasi : 9,81 981


7/24

2.4Contoh PerhitunganDalam contoh perhitungan ini, saya memakai data pada percobaan yang ke tiga

(3), yaitu dengan Perhitungan debit

Q = 80,362 x x = 80,362 x 3,14 x =

Perhitungan Kecepatan AliranV = A =

=

V = Faktor Gesekan Daroy Weisbasch

= 2,4911 x 10-3

Bilangan ReynoldsRe =

= 162,96 x

= 39023,1


8/24

Faktor Gesekan Menurut Blassius

= 2,011 x 10-6

2.5KesimpulanPada ipa lurus penggunaan rumus koefisen gesekan Darcy Weisbach lebih baik

dari rumus Blassius karena memperhitungkan gesekan pada pipa, tetapi padakeadaan aliran sangat turbulen (bilangan Reynold sangat besar) maka pipa

dapat dianggap licin sehingga dapat diprgunakan rumus Blassius. Pada pipalurus kehilangan tinggi tekan diakibatkan oleh adanya gesekan antara fluida dan

penampag pipa, selain itu juga karena adany gesekan antara partikel fluida itusendiri.


9/24

BAB II

KONSTRAKSI

3.1 Tujuan Percobaan

Membandingkan penurunan tinggi tkan hasil pengamatan hasil perhitungan

dengan asumsi :

a. Tanpa kehilangan tinggi tekan tekan (HL = 0)b. Dengan kehilangan tinggi tekan (HL 0)

3.2 Teori Rumus

Dalam peristiwa konstraksi tiba-tiba fluida mengalir melalui pipa yang

berdiameter relative lebih kecil, perubahan bentuk geometris ini terjadi secara tiba-

tiba.Jadi, kehilangan tinggi tekannya diakibatkan oleh perubahan geometris pipa

secara tiba-tiba.

Dalam perhitungan diambil 2 asumsi :

a. Tanpa kehilangan tinggi tekan (

{ ()}

b. Dengan kehilangan tinggi tekan ( 0)

{ }


10/24

Perhitungan Debit Q = 80,362 x x

Kecepatan V1= A = d12

V2=

A = d2

2

Bilangan ReynoldsRe1=

Re2=

3.3 Data Pengamatan

Berikut adalah table dari sepuluh percobaan yang telah dilakukan

Percobaan H

1 7,5

2 6,3

3 5,74 7,5

5 7

6 6,5

7 6

8 7,3

9 6,2

10 7,8

Diameter pipa : d1= 3,216 cmd2= 2,138 cm

Panjang pipa : L = 51 cm Nilai : 8,97 x 10-3 Gravitasi : 9,81 981


11/24

3.4 Contoh Perhitungan

Dalam contoh perhitungan ini, saya memakai data pada percobaan yang ke

3, yaitu dengan Perhitungan debit

Q = 80,362 x x = 80,362 x 3,14 x = 552,842

Perhitungan Kecepatan AliranV1= A1=

d12

=

=

= 69,98 = 7,90V2=

A2=

d1

2

= = = 161,178 = 3,43

Bilangan ReynoldsRe1= Re2=

= 69,98 . = 161,178 . = 24746,55 = 37554,29


12/24

Pehitungan- Anggapan tanpa kehilangan tinggi tekan (HL = 0)

{

()}

{ ()}

= 0,179

- Anggapan dengan kehilangan tinggi tekan (HL 0) { }

{ }

3.6 Kesimpulan

Berdasarkan pada grafik perbandingan antar selisih tinggi tekan menurut

pengukuran grafik dengan kehilangan energy lebih mendekati grafik ideal

sedangkan garfik tanpa kehilangan energy lebih jauh dari grafik ideal.Hal ini

diakibatkan tidak dihitungnya pengaruh geometri (kontraksi tiba-tiba) yang

mengakibatkan terjadinya kehilangan tinggi tekan.Hal ini menunjukan bahwa pada

komdisi sebenarnya, pipa tertutup yang mengalami konstraksi tiba-tiba terjadi

kehilangn energy.


13/24

BAB IV

EKSPANSI


Membandingakan kenaikan energy tinggi tekan hasil perhitungan dengan

hasil pegamatan dengan asumsi :

a. Tanpa kehilangan tinggi tekan (HL = 0)b. Dengan kehilangan tinggi tekan (HL 0)

4.2 Teori Rumus

Apabila fluida mengalir melalui pipa yang membesar secara tiba-tiba, maka

akan mengalami kehilangan tinggi tekan. Hal ini akan menyebabkan perbedaan

tinggi fluida. Secara matematis perbedaan ini dapat dinyatakan sebagai berikut :

Tanpa kehilangan tinggi tekan (HL = 0)

Dengan kehilangan tinggi tekan (HL 0)

Perhitungan Debit Q = 80,362 x x


14/24

Kecepatan V1= A = d12

V2= A = d22


4.3 Data Pengamatan

Beriut adalah table dari sepuluh percobaan yang telah dilakukan

Percobaan H

1 5

2 4,5

3 4

4 4,8

5 3,7

6 5

7 4,78 4,5

9 3,5

10 4,5

Diameter pipa : d1= 2,680 cmd2= 2,080 cm

Panjang pipa : L = 21 cm

Nilai : 8,97 x 10-3

Gravitasi : 9,81 981


15/24

4.4 Contoh Perhitungan

Dalam contoh perhitungan ini, saya memakai data pada percobaan yang ke


Q = 80,362 x x = 80,362 x 3,14 x = 382,688

Perhitungan Kecepatan AliranV1= A1=

d12

=

=

= 5,52 = 5,52 cm2V2=

A2=

d1

2

= = = 73,71 = 3,42 cm2


= 5,52 . = 73,71. = 20512,43 = 26071,88


16/24

PehitunganTanpa kehilangan tinggi tekan (HL = 0)

3,920 Dengan kehilangan tinggi tekan (HL 0)

2,4204.5 Kesimpulan

Berdasarkan grafik perbandingan antara selisih tinggi tekan menurut

perhitungan terhadap selisih tinggi tekan menurut pengukuran grafik dengan

kehilangan energy lebih mendekati grafik ideal.Sedangkan grafik tanpa kehilangan

energy lebih jauh dari grafik ideal.Hal ini diakibatkan tidak dihitungnya pengaruh

perubahan geometri (ekspansi tiba-tiba) yang menyebabkan kehilangan tinggi

tekan.


17/24

BAB V

TIKUNGAN


1. Mengamati dan enghitung tinggi tekan akibat perubahan geometris pipa.2. Mengetahui dan mengamati pengaruh jari-jari kelengkungan pipa terhadap

kehilaagn tinggi tekan.3. Mengamati dan menghitung kehilangan tinggi tekan akibat bentuk geometris

dan gesekan dengan permukaan sentuh pipa.

5.2 Teori Rumus

Apabila sudut fluida melalui belokan maka energy yag hilang bukan hanyadiakibatkan oleh gesekn saja, tapi juga oleh perubahan bentuk aliran fluida tersebut

karena perubahan bentuk pipa dimana :

HL = Kehilangan tinggi tekan total. HB = Kehilangan tinggi tekan akibat gesekan. KL = Keofisien kehilanagn tinggi tekan total. KB = Keofisien kehilangan tinggi tekan akibat gesekan.

Perhitungan debit Q = 80,362 x x

Kecepatan V1=

Keofisien kehilangan tinggi tekan akibat bentuk geometri


18/24

Keofisien kehilangan tinggi tekan total

( )

(

5.3 Data Pengamatan

Diameter Pipa : - d1= 2,138 cm- d2= 3,218 cm

- d3= 3,218 cm

R Pipa : - R1= 1,436 cm- R2= 1,416 cm

- R3= 1,491 cm


19/24

Panjang Pipa : - L1 = 29 cm- L2 = 29 cm

- L3 = 58 cm

Gravitasi : 9,81 981 Berikut adalah table dari sepuluh percobaan yang telah dilakukan

NoTikungan

1 2 3

1 1,8 7,5 6

2 1,5 6,8 6

3 2,5 8,5 8,2

4 3 8,5 7,3

5 3,5 9,8 6,5

6 4 7,5 7,2

7 4 9,5 6,5

8 4,5 7,5 7,5

9 4,7 7 7

10 3,5 8 7,5

Contoh perhitunganDalam contoh perhitungan ini, saya memakai data pada percobaan yang ke


Q1 = 80,362 x x = 80,362 x 3,14 x = 391,117

Q2= 80,362 x x = 80,362 x 3,14 x = 374,466


20/24

Q3= 80,362 x x = 80,362 x 3,14 x = 691,403

Perhitungan Kecepatan AliranV1=

A1=

d1

2

=

=

= 104,521

= 3,74 cm2V2=

A2= d1

2

=

=

= 58,176 = 4,94 cm2V3=

A3=

d1

2

= = = 87,002 = 7,94 cm2

Keofisien kehilangan tinggi tekan akibat bentuk geometri


21/24

( )

2,4 (1- (3,14 x(

2,399 ( )

2,2 (1- (3,14 x(

2,199

( )7,5 (1- (3,14 x(

7,499

0,0187


22/24

0,025

0,022 Koefisien kehilangan tinggi tekan total

( ) (

)

( )

( )

( (


23/24

0,0398

( ( 0,068

(

( 0,093

5.5 Kesimpulan

Pada percobaan tikungan harga Kl > Kb karena nilai Kb dipengaruhi oleh

gesekan dan perubahan geometri, sedangkab Kb hanya dipengaruhi oleh perubahan

geometri saja. Dari rumus Kl dan Kb dapat dilihat bahwa gesekan ditikungan pada

pipa akan mempengaruhi nilai koefisien kehilangan tinggi tekan sehingga

kehilangan tinggi tekan dipengaruhi oleh adanya gesekan pada tikungan.


24/24

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANKA FLUIDA

ALIRAN DALAM PIPA

Disusun oleh :

Agnes Yanuar

2411121064

Universitas Jenderal Achmad Yani

Jln. Terusan Jenderal Sudirman PO BOX 148 Cimahi

praktikum mekanika fluida

Documents