LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA KEHILANGAN ENERGI ALIRAN (Mayor Losses)

MF-TEP	6
D-3

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA

KEHILANGAN ENERGI ALIRAN (Mayor Losses)

Pembimbing: Ir. Budi Hariono, M.T

Disusun oleh:

1.      Alief Nova Ryan Ahmadien   (B31161886)

2.      Mohamad Samsul Anwar       (B31161955)

3.      Lilis Nurhayati                        (B31161958)

4.      Ahmad Erfani                         (B31161989)

5.      Abdul Majid                           (B31162012)

PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN

JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN

POLITEKNIK NEGERI JEMBER

TAHUN 2017

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Tujuan

Ø  Mengetahui hubungan diameter pipa terhadap kecepatan aliran air dan kehilangan energi (hf)

Ø  Mengetahui hubungan diameter dan panjang pipa terhadap kehilangan energi (hf)

1.2  Tinjauan Pustaka

Kehilangan energi primer, yang disebabkan oleh gesekan sekeliling pipa dan sepanjang pipa. Secara teoritis kehilangan energi primer dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan yang menurut White (1986), adalah persamaan yang disebut dengan Persamaan Darcy-Weisbach (persamaan 1.) yaitu:

 (m)

dimana :

Hf = kehilangan energi karena gesekan (m)

f = faktor gesekan (Darcy friction factor), nilainya dapat diperoleh dari diagram

Moody maupun secara persamaan empiris.

L = panjang pipa (m)

d = diameter pipa (m)

V = kecepatan aliran (m/dtk)

g = percepatan gravitasi

Untuk menentukan koefisien gesekan (f),

Balsius memberikan persamaan koefisein

gesek untuk pipa halus pada batasan angka bilangan Reynolds tertentu.

BAB II

METODOLOGI

2.1  Alat

1.      Pipe-friction Apparatus

2.      Hydroulics bench beserta slang dan Quick-coupler

3.      Bejana

4.      Jangka sorong

5.      Meteran

6.      Kamera

2.2  Bahan

1.      Air

2.      Pewarna air

2.3  Prosedur Kerja

1.      Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan

2.      Membuka kran pada bernoulli theorem demontration apparatus kemudian menunggu sampai aliran air konstan

3.      Mengambil gambar skala pada Beroulli theorem demontration apparatus

4.      Mengukur diameter dan panjang pipa

5.      Mencatat hasil pengamatan

BAB III

HASIL DAN ANALISA

3.1         Hasil Pengamatan

Rumus Darcy:

1)      Diameter pipa (D)

Pipa besar panjang (D1)     = 14,0 mm

Pipa besar pendek (D2)      = 10,2 mm

Pipa kecil pendek (D3)       =  14,0 mm

Pipa kecil panjang (D4)      =  10,2 mm

2)      Panjang pipa (L)

Pipa besar panjang (L1)      = 47,3 cm

Pipa besar pendek  (L2)      = 22,3 cm

Pipa kecil pendek  (L3)      = 22,3  cm

Pipa kecil panjang (L4)       = 47,3 cm

3)      Nilai headlosses Mayor

Hf1 = p1 – p2 = 197,4 – 189 = 8,5 mm

Hf2 = p3 – p4 = 162 – 157,5 = 4,5 mm

Hf3 = p5 – p6 = 134 – 115 = 19 mm

Hf4 = p7 – p8 = 65 – 28 = 37 mm

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1  Hubungan diameter pipa terhadap kecepatan aliran air dan kehilangan energi (hf)

Berdasarkan hasil percobaan dapat diketahui bahwa pipa yang memiliki diameter besar, kecepatan aliran air relatif kecil sehingga kehilangan energi juga kecil. Untuk pipa yang memiliki diameter kecil kecepatan aliran tinggi sehingga kehilangan energinya besar hal ini disebabkan ketika air melalui pipa mengalami gesekan dengan dinding pipa  tesebut sehingga energi pada air ada yang hilang saat bergesekan dengan dinding pipa. Jadi kehilangan energi pada pipa dipengaruhi oleh diameter pipa dan kecepatan aliran air, semakin kecil diameter pipa semakin tinggi kecepatan air dan kehilangan energi semakin besar.

4.2  Hubungan diameter dan panjang pipa terhadap kehilangan energi (hf)

Berdasarkan hasil percobaan dapat diketahui bahwa panjang dan diameter pipa besar mengalami kehilangan energi yang besar, sedangkan pipa lebih pendek dan diameter besar mengalami kehilangan yang kecil. Untuk pipa panjang dan diameter kecil mengalami kehilangan yang lebih besar karena fluida yang melewati pipa tersebut bergesekan dengan dinding pipa, sedangkan pipa pendek dan diameter kecil mengalami kehilangan lebih kecil daripada dengan pipa panjang. Jadi kehilangan energi pada pipa dipengaruhi oleh diameter dan panjang pipa, semakin panjang dan kecil diameter pipa semakin besar kehilangan energi, begitu juga sebaliknya.

BAB V

KESIMPULAN

            Berdasarkan hasil percobaan tersebut dapat ditarik 2 kesimpulan sebagai berikut.

1.      Kehilangan energi pada pipa dipengaruhi oleh diameter pipa dan kecepatan aliran air, semakin kecil diameter pipa semakin tinggi kecepatan air dan kehilangan energi semakin besar.

2.      Kehilangan energi pada pipa dipengaruhi oleh diameter dan panjang pipa, semakin panjang dan kecil diameter pipa semakin besar kehilangan energi, begitu juga sebaliknya.

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA HUKUM BERNOULLI

MF-TEP	5
D-3

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA

HUKUM BERNOULLI

Pembimbing: Ir. Yana Suryana, M.T

Disusun oleh:

1.      Alief Nova Ryan Ahmadien   (B31161886)

2.      Mohamad Samsul Anwar       (B31161955)

3.      Lilis Nurhayati                        (B31161958)

4.      Ahmad Erfani                         (B31161989)

5.      Abdul Majid                           (B31162012)

PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN

JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN

POLITEKNIK NEGERI JEMBER

TAHUN 2017

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Tujuan

Ø  Mengetahui hubungan diameter pipa dengan tinggi tekan

Ø  Mengetahui hubungan gesekan air dengan perbedaan tinggi tekan

1.2  Tinjauan Pustaka

 Pada persamaan energi atau bernoulli, jika kehilangan energi akibat gesekan diabaikan maka jumlah tinggi tekan elemen fluida pada suatu tempat akan sama dengan jumlah tinggi tekan elemen fluida di tempat yang lain.

Pada fluida yang mengalir terdapat 5 macam energi yaitu:

1)      Energi potensial

2)      Energi kinetik

3)      Energi tekanan

4)      Energi panas

5)      Energi atom.

Energi panas dan energi atom dapat dianggap tetap. Ketiga energi yang lain dapat berubah-ubah dalam aliran fluida.

            Persamaan bernoulli untuk aliran fluida didapatkan dari persamaan gerak Euler yang telah diintegrasikan, dan ditunjukkan dengan persamaan sebagai berikut.

Dengan:

V = kecepatan aliran

P = tekanan

γ = berat jenis

Z = tinggi elevasi

g = percepatan gravitasi

Berdasarkan  persamaan Bernoulli, pendekatan sederhana terhadap gerak fluida, maka fluida dapat dianggap ideal artinya tidak berkekentalan (viskositasnya kecil) dan fluida yang memiliki viskositas kecil pada umumnya tidak dapat dimampatkan (incompressible).

Hukum Bernoulli:

 “jumlah energi karena tinggi tempat, tinggi tekanan dan tinggi kecepatan pada setiap titik dari suatu aliran zat cair (fluida) ideal selalu konstan”.

BAB II

METODOLOGI

2.1  Alat

1.      Beroulli theorem demontration apparatus

2.      Jangka sorong

3.      Kamera

2.2  Bahan

1.      Air

2.      Pewarna air

2.3  Prosedur Kerja

1.      Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan

2.      Membuka kran pada bernoulli theorem demontration apparatus kemudian menunggu sampai aliran air konstan

3.      Mengambil gambar skala pada Beroulli theorem demontration apparatus

4.      Mengukur diameter pipa pada 6 titik dengan skala yang berbeda

BAB III

HASIL DAN ANALISA

3.1         Hasil Pengamatan

Persamaan Bernoulli:

TE + TT + TK = C

1)      Diameter pipa

D1,11          = 12,6 mm

D2,10          = 11,7 mm

D3,9            =  9,8 mm

D4,8            =  9 mm

D5,7            =  7,4 mm

D6               = 6,4 mm

2)      Tinggi Tekan

TT1             = 120 cm

TT2             = 115 cm

TT3             = 108 cm

TT4             =  98 cm

TT5             =  90 cm

TT6             =  73 cm

TT7             =  74 cm

TT8             =  83 cm

TT9             =  93 cm

TT10           =  95 cm

TT11           =  98 cm

TT12           =  14 cm (tabung kiri)

TT13           = 10,5 cm (tabung kanan)

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1  Hubungan diameter pipa dengan tinggi tekan

Berdasarkan hasil percobaan dapat diketahui bahwa tinggi kecepatan air pada pipa 1 tidak sama dengan tinggi kecepatan air pada pipa yang lain. Hal ini disebabkan karena pengaruh perbedaan diameter pipa yang dilalui air. Ketika diameter pipa besar maka tekanan air akan besar dan ketika diameter pipa kecil maka tekanan air juga kecil sehingga menyebabkan perbedaan tinggi kecepatan air pada pipa dengan diameter yang berbeda.

4.2  Hubungan gesekan air dengan perbedaan tinggi tekan

Secara matematis rumus tinggi energi pada air yang mengalir adalah ;

Tetapi dalam aplikasi pada praktikum ini hasilnya tidak sama dengan dengan rumus tersebut yaitu tinggi akhir air lebih kecil dari tinggi awal air pada diameter pipa yang sama yang disebut  air mengalami kehilangan tinggi tekan. Hal ini disebabkan ketika air melalui pipa mengalami gesekan dengan dinding pipa tesebut sehingga energi pada air ada yang hilang saat bergesekan dengan dinding pipa. Akibatnya enegi air pada pipa akhir lebih kecil dari pada pipa awal sehigga air mengalami kehilangan tiggi tekanan (Hl). Jadi rumus tinggi energi air adalah menjadi: 

BAB V

KESIMPULAN

            Berdasarkan hasil percobaan tersebut dapat ditarik 2 kesimpulan sebagai berikut.

1.      Diameter pipa kecil maka tekanan air juga kecil sehingga menyebabkan perbedaan tinggi kecepatan air pada pipa dengan diameter yang berbeda.

2.      Air yang melalui pipa mengalami gesekan dengan dinding pipa tesebut sehingga enegi pada air ada yang hilang saat bergesekan dengan dinding pipa.