Jet Fluida Acc

Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika

Kelompok I

PANCARAN ( JE T ) FLUIDA A. Teori Percobaan

Percobaan

pancaran

fluida

adalah

merupakan

salah

satu

cara

untuk

menghasilkan usaha serta daya dari suatu fluida yang ada dengan memanfaatkan tekanan. Akibat tekanan tersebut, fluida/zat cair akan memancar dengan kecepatan yang tinggi, dimana gaya tumbukan yang dihasilkan oleh suatu pancaran fluida ( jet ( jet impact ) dapat diukur dan dibandingkan dengan besar laju aliran momentum dalam pancaran tersebut. Percobaan ini didasarkan atas hukum kelembaman Newton: “Sebuah benda akan tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak dalam kecepatan yang beraturan dalam garis lurus sampai suatu pengaruh akibat beban luar“.

Derajat perubahan momentum dari suatu benda adalah sebanding dengan gaya yang bekerja pada benda itu dan arahnya sama dengan arah gaya yang bekerja. Terhadap setiap gerakan aksi dan reaksi yang bekerja bersama-sama, maka pancaran fluida yang terjadi simetris dalam arah sumbu x. Pada percobaan ini air akan terpancar keluar dari nozzle dan kemudian menumbuk AV 1 cos piringan. Besarnya laju momentum piringan piringan adalah = 

dengan:

A = 

=

luas penampang ujung nozzle/corot



1 4

. . D 2

berat spesifik (=berat jenis) fluida

g    

=

rapat massa fluida

g

=

percepatan gravitasi

V O =

kecepatan awal, saat keluar dari nozzle

V 1 =

kecepatan air pada saat menumbuk piringan



=

sudut dalam piringan

Setelah air menumbuk piringan, air akan jatuh tidak pada posisi lurus tetapi terpancar, dimana arah pancaran air dipengaruhi oleh sudut dalam piringan. Pada Laboratorium Mekanika Fluida dan Hidrolika Jurusan Teknik Sipil FakultasTeknik UKIP

1


Kelompok I

percobaan ini dapat diamati efek tumbukan pada tiga model piringan yaitu: datar, cekung, dan setengah bola. Besarnya gaya yang ditimbulkan akibat pancaran fluida untuk masing-masing piringan adalah sebagai berikut: 





dengan:

Untuk piring datar Untuk piringan cekung Untuk piringan setengah bola 

=

Fy



Fy

Fy





Q2

(2.5)

A 3.Q

2

(2.6)

2A 2.Q

2

A

(2.7)

rapat massa air.

Q =

debit air yang mengalir.

A =

luas penampang ujung corot (nozzle).

B. Maksud dan Tujuan Percobaan 

Memahami konsep momentum aliran



Menentukan gaya tumbukan fluida pada piringan datar, cekung, dan setengah bola



Menentukan efisiensi tumbukan fluida

C. Alat dan Bahan yang Digunakan 

Hydraulic Bench.



Peralatan Jet Impact dan kelengkapannya.



Beban.



Piringan datar, cekung dan setengah bola.



Mistar ukur/geser.



Stop Watch

D. Prosedur Percobaan

1. Letakkan pesawat Jet Impact di atas hydraulic bench dan levelkan pesawat tersebut dengan melihat nivo pada pesewat Jet Impact . 2. Pasanglah corot/nozzle dan salah satu model piringan pada pesawat Jet Impact . 3. Atur dan levelkan jarum petunjuk posisi ( level gauge) sehingga tepat menunjuk pada garis yang terlihat pada bangku beban (weight pan). Laboratorium Mekanika Fluida dan Hidrolika Jurusan Teknik Sipil FakultasTeknik UKIP

2


Kelompok I

4. Letakkan beban seperti yang telah ditentukan oleh asisten pada bangku beban. Akibat beban tersebut, bangku beban melesak sedikit ke bawah sehingga tidak level dengan alat/jarum penunjuk posisi. 5. Hidupkan pompa air pada hydraulic bench dan buka kran air perlahan-lahan sehingga air akan terpancar keluar dari nozzle, menumbuk piringan, dan bangku beban perlahan-lahan akan terangkat ke atas. Atur bukaan kran sehingga posisi bangku beban segaris (selevel) dengan jarum. 6. Baca dan catat debit aliran serta waktu yang dibutuhkan untuk mengangkat beban tersebut pada point 5 diatas. 7. Ulangi percobaan dengan beban yang bervariasi untuk masing-masing piringan

Laboratorium Mekanika Fluida dan Hidrolika Jurusan Teknik Sipil FakultasTeknik UKIP

3


Kelompok I

E. Data Percobaan TABEL PENGAMATAN PERCOBAAN PANCARAN AIR/FLUIDA

No

3

Beban (gr)

Volume air (cm ) V1

V2

V3

Jenis

Waktu (detik) Vrata-rata

t1

t2

t3

Piringan

trata-rata

1 2 3 4 1 2 3 4

Datar

10 30 40 50

2000 3000 3500 4000

2000 3500 4500 5000

2500 3000 4000 4500

2166,7 3166,7 4000,0 4500,0

16,1 21,5 22,1 26,2

14,3 19,4 20,5 24,3

15,2 20 21,1 24,7

1 2 3 4

15,20 20,30 21,23 25,07

Cekung

Setengah Bola

Catatan: Diameter nozzel/corot = .....8..... mm

Makassar,

Januari 2010

Asisten

___________________________


4

Ket


Kelompok I

F. Analisa Data

Diketahui : D

= 0.8 cm

ρ

= 0.9961 gr/cm3

V

= 2166,67 cm 3

m

= 10 gr

t1

= 16,1 detik

t2

= 14,3 detik

t3

= 15,2 detik

trata-rata = 15,20 detik Penyelesaian : 1. Menghitung gaya tumbukan akibat pancaran fluida a. menghitung Luas penampang nozzle A : ¼ π D 2 = ¼ π (0,8)2 = 0,502655 cm 2 b. menghitung debit yang melalui corot ; Q = V / t = 2166,67/15,20 = 142,54 cm3/detik c. Hitung gaya pancaran fluida - Untuk piringan cekung = Fy =

=

3(  )(Q 2 ) 2  A

3.(0,9961 gr / cm 3 )(142 ,54 cm 3 / dt ) 2 2  0,50265 cm 2 = 15260.23 dyne

2. menghitung gaya aktual ; Fp = m x g = 10 gr x 981 cm/dt 2 = 9810 dyne


5


Kelompok I

3. menghitung Efisiensi gaya pancaran fluida (η) =

Fp Fy

x100 % =

9810 15260 ,23

x100%

= 64,28 %

4. Kontrol massa (m) -

untuk piringan cekung ; m =

3   * Q

2

g * 2  A

=

3  0.9961 *142 ,54 2 981 * 2 * 0,50265


= 61.28 gr

6


Kelompok I

Untuk Data Selanjutnya dapat dilihat pada tabel berikut ini : Piringan

No

Beban (gr)

Cekung

1 2 3 4

10 30 40 50

V (cm3) 2166.67 3166.67 4000.00 4500.00

t

Q

(det) 15.20 20.30 21.23 25.07

3

(cm /det) 142.54 155.99 188.38 179.52

A

 2

(cm ) 0.50265 0.50265 0.50265 0.50265

3

gr/cm 0.9961 0.9961 0.9961 0.9961

Fp

Fy

dyne 9810 29430 39240 49050

dyne 15260.23 18275.81 26653.10 24204.49



Kontrol Massa

64.28 161.03 147.22 202.65

61.568 73.734 107.532 97.653

20318.752 24333.951 35488.172 32227.889

7



Kelompok I

Grafik hubungan antara Fy dan Fp

Hubungan Fy dan Fp e n y d30000 ) y F (25000 a d i u20000 l F n a r15000 a c n a10000 P a y 5000 a G

y = 3521x + 12296 R² = 0.7509

0 9810

2

Q

29430

39240

49050

Gaya Aktual (Fp) - dyne

2


Kelompok I

Grafik hubungan antara Fy dan Fp

Hubungan Fy dan Fp e n y d30000 ) y F (25000 a d i u20000 l F n a15000 r a c n a10000 P a y 5000 a G

y = 3521x + 12296 R² = 0.7509

0 9810

29430

39240

49050

Gaya Aktual (Fp) - dyne

Grafik Hubungan m dan Q 2

Hubungan m dan Q2 40000.000 35000.000 30000.000

) s25000.000 / 3 m20000.000 c ( 15000.000

2

y = 4688.2x + 16372 R² = 0.7509

Q10000.000 5000.000 0.000 10

30

40

50

Massa (gr)


8

Penuntun Praktikum Mekanika Fluida & Hidrolika

Kelompok I

Grafik Hubungan Efesiensi dan Debit

G. Pembahasan 

Semakin besar gaya pancaran fluida (Fy) maka semakin besar pula gaya aktualnya (Fp) begitu pula sebaliknya dan gaya pancaran fluida (Fy) selalu lebih besar dari pada gaya aktualnya (Fp).



2

Semakin besar beban (m) maka semakin basar pula (Q ) Begitu pula sebaliknya.



Dari grafik diperoleh bahwa hubungan antara efisiensi (η) dengan debit (Q) berbanding terbalik, dimana semakin besar debit maka nilai efisiensi semakin kecil, Begitu pula sebaliknya.

H. Kesimpulan

Setelah melakukan percobaan pancaran fluida ini maka kami dapat menarik beberapa kesimpulan berdasarkan hasil dan pembahasan yaitu : 

Gaya pancaran fluida (Fy) dan gaya aktualnya (Fp) berbanding lurus



Beban (m) berbanding lurus dengan (Q2)



Efisiensi (η) berbanding terbalik dengan debit (Q) 9

Laboratorium Mekanika Fluida & Hidrolika – Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UKIP

Penuntun Praktikum Mekanika Fluida & Hidrolika

Kelompok I

I. Daftar Pustaka

1. Streeter V.L. & Wylie E.B. 1996. Mekanika Fluida, Edisi Delapan, Jilid 1. Penerbit Erlangga, Jakarta.

J. Gambar dan Foto Alat

10 Laboratorium Mekanika Fluida & Hidrolika – Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UKIP

Jet Fluida Acc

Recommend Documents