Laporan Praktikum Hidrolika

BAB II KEHILANGAN TINGGI TEKAN PADA PIPA LURUS A. Tujuan 1. Dapat menentukan kehilangan tinggi tekan akibat gesekan dalam pipa 2. Dapat menentukan kekasaranpipa (ks) dan koefisien (kst) dari rumus stikler dengan berbagai macam pipa: a. Galvanised pipa Ø 3/4” b. Standar block pipa Ø 3/4” c. Standar block pipa Ø 1/2” d. C.P.V.C pipa Ø 1/2” 3. Dapat membandingkan hasil percobaan yang didapat dengan harga-harga dari literatur. B. Alat-Alat Yang Digunakan 1. Fluid Friction Apparatus 2. Stopwatch 3. Thermometer 4. Mistar ukur C. Petunjuk Umum 1. Menentukan debit

Q=

AH 10 −6 T

Dimana: Q= debit (m3/detik) A= Luas basah bak pengukur debit (m3) H= Tinggi air (m) T= Waktu (detik)

V.D ) v

2. Menentukan bilangan Reynolds ( E =

Dimana : v = kecepatan aliran, dihitung dengan rumus v =

Q A

d = diameter pipa v = kekentalan air 3. Kehilangan Tinggi Tekan pada pipa lurus : 2

a. Rumus Darcy : h = λ . L . v gs d 2g

Dimana : hgs = kehilangan tinggi tekan karena gesekan λ = koefisien gesek L = panjang pipa v = kecepatan aliran d = diameter g = percepatan gravitasi 2

b. Rumus Strickler :

h

gs

= IE . L =

v .L k .R 2

st

4/3

h

Dimana : v = kecepatan air dalam pipa Kst = koefisien gesek strickler Rh = Radius hidrolik IE = Kemiringan garis energi L

= Panjang pipa

hgs = Kehilangan tinggi tekan 4. Hubungan antara bilangan Reynolds (Re) dengan koefisien gesek Darey, menurut rumus Blassius : λ =

0,316 Re 0,25

1

2

3

4 ………………….Multi Manomater V=0

Reservoir

hgs (Hilang Tinggi Tekanan)

V≠0 Kran

Pengaliran air DIALIRKAN

Pipa Uji

D. Persiapan Percobaan Beberapa hal yang perlu diperhatikan / dipersiapkan dalam mengoprasikan alat: 1. Isi tangki penampung (sump tank) dengan air. 2. Tutup semua kran pipa uji selain pipa yang akan diuji. 3. Hidupkan sumber listrik 4. Tekan tombol tombol pompa dan yakinkan arah perputaran yang ditunjukkan dengan tanda panah. E. Jalannya Percobaan 1. Tutup semua cocks dari pressure pipings. 2. Tekan tombol listrik dan buka kran percobaan, aliran akan mengalir dari alatalat over flow. 3. Ukur debit air masing-masing 3 kali dan diambil rata-rata. Cara mengukur debit air adalah sebagai berikut: a. Tekan knop stopwatch serenyak dengan kerja dari pengelak.

b. Bila air sudah mencukupi, alihkan pengelak dan tekan / hentikan stopeatch pada waktu yang bersamaan. c. Sesudah pengukuran selesai, buanglah air melalui lubang pembuang pada pengukur debit. 4. Ukur tinggi air pada setiap pengukuran debit. 5. Ukur suhu air dengan mencelupkan thermometer pada bak penampung air. 6. ukur panjang dan diameter pipa yang diuji. 7. Ulangi percobaan dengan merubah lebar bukaan kran, sehingga diperoleh hasil pengamatan dengan debit yang berbeda.

Jenis Pipa : d = cm A = cm2 R = cm R2/3 = cm 2/3 Tangki pengukur debit = cm x cm

No. Perco b 1. 2. 3. Rata

H (cm)

PENGUKURAN Tinggi T Manometer (det) (cm) (cm)

Temperatur [H2O] = oc I= A tangki = cm 2 Perbandingan dari literature: Ks =

hL (cm)

Q=Atangki . H T ( m / detik )

PERHITUNGAN Q . Re= V.d Apipa v ( m / detik )

V=

v= (m2 / detik) ½ I = L pipa = , Kst = HASIL λ= hL.d 2g L . v2

Ks d

Ks

Kst

2 4. 5. 6. Rata 2 7. 8. 9. Rata 2

Jenis Pipa : d = cm A = cm2 R = cm R2/3 = cm 2/3 Tangki pengukur debit = cm x cm

No. Perco b 1. 2. 3. Rata

H (cm)

PENGUKURAN Tinggi T Manometer (detik) (cm) (cm)

Temperatur [H2O] = oc I= A tangki = cm 2 Perbandingan dari literature: Ks =

hL (cm)

Q=Atangki . H T ( m / detik )

PERHITUNGAN Q . Re= V.d Apipa v ( m / detik )

V=

v= (m2 / detik) I½= L pipa = , Kst = HASIL λ= hL.d 2g L . v2

Ks d

2 4. 5. 6. Rata 2 7. 8. 9. Rata 2

Jenis Pipa : 2

o

2

Ks

Kst

BAB III KEHILANGAN TINGGI TEKAN PADA BELOKAN A. Tujuan Percobaan 1. Dapat menentukan kehilangan tekanan akibat tikungan. 2. Dapat menentukan koefisien kehilangan tekanan. B. Alat-Alat Yang Dipakai 1. Fluid Friction Apparatus 2. Stopwatch 3. Thermometer 4. Mistar ukur C. Petunjuk Umum 1. Bila air mengalir pada suatu tikungan pipa, tikungan ini akan menyebabkan kehilangan energi. 2. Kehilangan energi akibat tikungan, bergantung kepada geometrik tikungan dan kecepatan aliran dalam pipa. 3. Kehilangan energi dihitung dengan rumus : Dimana : hL

h

L

=ζ.

v

2

2g

= Kehilangan tinggi tekanan.

ζ

= Koefisien hilang tinggi tekanan.

V

= Kecepatan aliran dalam pipa.

g

= Percepatan gravitasi bumi.

4. Dengan menggunakan manometer kehilangan tekanan bisa diketahui dengan cara membaca tekanan pada awal dan akhir tikungan.

α

19

αR

Gb. Tikungan Pipa

R

22

20 R

α

21

R

23

α

D. Persiapan Percobaan Beberapa hal yang perlu diperhatikan / dipersiapkan dalam mengoprasikan alat: 1. Isi tangki penamapung (Sump Tank) dengan air. 2. Tutup semua kran. 3. Hidupkan sumber listrik. 4. Tekan tombol pompa dan yakinlah arah perputaran yang ditunjukkan dengan tanda panah. E. Jalannya Percobaan 1. Tutup semua cocks dari pressure pipings 2. Tekan tombol listrik dan buka kran yang diuji, aliran akan mengalir dari overflow. 3. Ukur debit air masing-masing percobaan minimal 3 kali dan diambil rata-rata. Cara mengukur debit air adalah sebagai berikut: a. Tentukan batas ketinggian awal dan akhir pada tabung volumetrik yang akan dicapai air. b. Tekan knop stopwatch serenyak dengan kerja dari pengelak. c. Ukurlah waktu yang sudah diperlukan pengaliran air untuk mencapai batas-batas ketinggian yang sudah ditentukan.

d. Sesudah pengukuran selesai, buanglah air melalui lubang pembuang pada pengukur debit. 4. Ukur tinggi air pada setiap pengukuran debit. 5. Ukur suhu air dengan mencelupkan thermometer pada bak penampung air. 6. Ukur panjang dan diameter pipa yang diuji. 7. Ulangi percobaan dengan merubah lebar bukaan kran, sehingga diperoleh hasil pengamatan dengan debit yang berbeda.

Tabel Percobaan : Kehilangan Tinggi Tekan Pada Belokan d pipa = cm A pipa = cm 2 Temperatur [H2O] = oc A tangki = cm 2

Tangki pengukur debit = cm x cm

PENGUKURAN Tinggi Manometer No. Percob 1. 2. 3. Rata 2 4. 5. 6. Rata 2 7. 8. 9. Rata 2

H (cm)

T (det)

19 20 (cm) (cm)

21 (cm)

22 23 (cm) (cm)

Sudut ( α ) = R= R/d= Perbandingan dari literatur

ζ=

ζ=

ζ=

PERHITUNGAN hL (19-20)

(20-21)

(21-22)

(22-23)

Q=Atangki . H T ( m3 / detik )

ζ=

HASIL V=

Q . Apipa ( m / detik )

ζ (1920)

ζ (2021)

ζ (2122)

ζ (22-23)

BAB IV KEHILANGAN TINGGI TEKAN AKIBAT PERUBAHAN TIBA-TIBA DARI PENAMPANG SUATU ALIRAN

A. TUJUAN UMUM 1. Mengerti dan dapat mengukur kehilangan tinggi tekan 2. Dapat mengenal dan menggunakan alat-alat yang digunakan untuk mengukur tinggi tekan. 3. Mengerti dan dapat mengatasi kesulitan-kesulitan dalam mengukur tinggi tekan di laboraturium. B. Tujuan Khusus 1. Dapat mengukur kehilangan tinggi tekan akibat perubahan tiba-tiba dari penampang suatu aliran. 2. Dapat menentukan karakteristikdari aliran dalam pipa, seperti : debit dan kecepatan. 3. Dapat menentukan koefisien-koefisien kehilangan tinggi tekan dalam aliran pipa. 4. Dapat membuat grafik hubungan kehilangan tinggi tekan yang dihitung (berdasarkan anggapan tanpa kehilangan tinggi tekan dan dengan kehilangan tinggi tekan. 5. Dapat mengambil kesimpulan dari grafik hubungan dengan grafik kehilangan tinggi tekan ideal (hL pengamatan versus HL pengamatan). C. Peralatan / Perlengkapan 1. Peralatan tata pipa berlubang kecil 2. Stopwatch 3. Mistar ukur

D. Teori Penunjang Ekspansi tiba-tiba

Kontraksi tiba-tiba Kontraksi tiba-tiba

Untuk fluida tak termampatkan yang mengalir dalam pipa, berlaku persamaan berikut: Q = V1 . A1 = A2 . V2

(Hukum Kontinuitas)

Dimana : Q = Debit aliran

[ m3 / detik]

V = Kecepatan aliran rata-rata

[ m3 / detik]

A = Luas penampang

[ m2 ]

1. Ekspansi tiba-tiba Antara titik (17) dan (18). Tujuan percobaan ini adalah membandingkan pengukuran kenaikan tinggi tekan menurut pengamatan melalui ekspansi tiba-tiba dengan kenaikan tinggi tekan menurut perhitungan berdasarkan anggapan: a. Tanpa kehilangan tinggi tekan h18 – h17 = (V172 – V182) / 2g V17 . A17 = V18 . A18 h18 – h17 = V172 {1 – (d17 / d18)2 } / 2g

[Bernoulli] [Kontinuitas]

b. Dengan kehilangan tinggi tekan Kehilangan tinggi tekan : hL = (V17 – V18)2 / 2g h18 – h17 = (V172 – V182) / 2g – hL = (V172 – V182) / 2g – (V17 – V18)4 / 2g 2. Kontraksi tiba-tiba Antara Penampang (15) dan (16) Tujuan percobaan ini adalah membandingkan hasil pengukuran penurunan tinggi tekan bila aliran melalui kontraksi tiba-tiba, dengan perhitungan penurunan tinggi tekan berdasarkan anggapan: a. Tanpa kehilangan tinggi tekan h15 – h16 = V162 {1 – (d16 / d15)4 } / 2g b. Dengan kehilangan tinggi tekan hL = K . V2 / 2g h15 – h16 = V162 {1 – (d16 / d15)4 } / 2g + K . V2 / 2g Dimana : K = adalah konstanta yang tek berdimensi dan tergantung pada perbandingan luas seperti tercantum pada Tabel 1. Tabe ini bisa ditemukan pada beberapa buku pelajaran yang membahas mekanika fluida. Tabel 1. Koefisien Kehilangan Untuk Kontraksi Tiba-Tiba A2 / A1 K

0 0.50

0.1 0.46

0.2 0.41

0.3 0.36

0.4 0.30

0.6 0.18

0.8 0.06

E. Persiapan Percobaan Beberapa hal yang perlu diperhatikan / dipersiapkan dalam mengoparasikan alat : 1. Isi tangki penampung ( Sump Tank) dengan air. 2. Tutup semua kran. 3. Hidupkan sumber listrik.

1.0 0

4. Tekan tombol pompa dan yakinlah arah perputaran yang ditunjukkan dengan tanda panah.

F. Jalannya Percobaan 2. Tutup semua cocks dari pressure pipings 3. Tekan tombol listrik dan buka kran yang diuji, aliran akan mengalir dari over-flow. 4. Ukur debit air masing-masing percobaan minimal 3 kali dan diambil ratarata. Cara mengukur debit air adalah sebagai berikut: a. Tekan knop stopwatch serenyak dengan kerja dari pengelak. b. Bila air sudah mencukupi, alihkan pengelak dan tekan / hentikan stopeatch pada waktu yang bersamaan. c. Sesudah pengukuran selesai, buanglah air melalui lubang pembuang pada pengukur debit. 5. Ukur tinggi air pada setiap pengukuran debit. 6. Ukur suhu air dengan mencelupkan thermometer pada bak penampung air. 7. Ukur panjang dan diameter pipa yang diuji. 8. Ulangi percobaan dengan merubah lebar bukaan kran, sehingga diperoleh hasil pengamatan dengan debit yang berbeda.