Laboratorium MeFlu (Orifice Bawah)

)

DAFTAR ISI PENDAHULUAN...................................................................................................1 Latar Belakang........................................ Belakang............................................................... ......................................................... .................................. 1 Tujuan Praktikum....................................... Praktikum.............................................................. ......................................................2 ...............................2 TINJAUAN PUSTAKA................ PUSTAKA....................................... .............................................. ....................................................3 .............................3 BAHAN DAN ET!DE............................ ET!DE................................................... ............................................................ ..................................... " #aktu $an Tem%at ............................................ ................................................................... ..............................................." ........................" Ba&an $an Alat............................................................... Alat................................................................................................." .................................." Pr'(e$ur Praktikum....................................... Praktikum.............................................................. ..................................................." ............................" HASIL DAN PEBAHASAN............................. PEBAHASAN.................................................... .................................................1) ..........................1) Ha(il...............................................................................................................1) Per&itungan....................................................................................................1) Pem*a&a(an......................................... Pem*a&a(an.................. .............................................. .............................................. ....................................13 .............13 KESIPULAN................................ KESIPULAN....................................................... .............................................. ...............................................1+ ........................1+ DA,TADA,TA- PUSTAKA...................... PUSTAKA............................................. .............................................. ................................................1" .........................1" LAPI-AN

1

PENDAHULUAN Latar Belakang

,lui$a a$ala& at/at 0ang mam%u $an 0ang men0e(uaikan $iri $engan  *entuk a$a& tem%atn0a. Bila *era$a $alam ke(eim*angan lui$a ti$ak $a%at mena&an ga0a tangen(ial atau ga0a ge(er. Semua lui$a memiliki (e(uatu $erajat k'm%re(i*ilita( $an mem*erikan ta&anan ke4il ter&a$a% %eru*a&an *entuk. Se4ara umum orifice meru%akan *entuk (uatu %lat 0ang mem%un0ai lu*ang $i tenga&n0a. Bentuk $ari orifice flowmeter   $an restriction orifice a$ala&  *entuk 0ang (ering $i jum%ai (e4ara umum %er*e$aann0a ter$a%at %a$a %r'il lu*ang $ari ke$ua orifice ter(e*ut. !rii4e untuk flowmeter  umumn0a mem%un0ai  %r'il lu*ang 0ang aaln0a luru( teta%i *ertakik 5bevel 6 $engan kemiringan (ekitar 789 (e$angkan restriction orifice mem%un0ai %r'il lu*ang 0ang luru(. Pa$a orifice flowmeter  karena *entuk lu*angn0a 0ang mem%un0ai takik  0ang *erarti mengurangi jarak tem%u& $ari  flowmeter  ter(e*ut mengalami  %er*e$aan %enam%ang melintang maka %r'il tekanan 0ang terja$i (etela& meleati orifice akan menurun teta%i kemu$ian kem*ali ketekanan (emula $an ter$a%at (e$ikit &ilang tekan %ermanen 5 permanent pressure loss6 (e&ingga  %er*e$aan tekanan orifice $an tekanan downstream ti$ak terlalu *e(ar. Se$angkan %a$a restriction orifice  karena *entuk lu*angn0a 0ang luru( $an 4uku% %anjang tergantung kete*alan %lat maka *e(arn0a &ilang tekan  %ermanen ini 4uku% *e(ar (e&ingga %er*e$aan antara tekanan upstream $an tekanan downstream 4uku% men4'l'k. Dalam ka(u( ini aliran lui$a $alam kea$aan $i 4ekik 5choked flow6.

2

Dalam rangka ma(ala& $e(ain orifice  untuk  flowmeter   (elalu $i $e(ain untuk flow $an subsonic velocity $alam rangka menjamin keakura(ian %engukuran aliran (e$angkan restriction orifice (elalu $i$e(ain untuk  flow  $alam  sonic velocity untuk menjamin a$an0a cooked flow. Sejatin0a ung(i utama restriction orifice a$ala& mem*ata(i aliran 5hunting flow6. ,ung(i %em*ata(an tekanan 5hunting pressure6 $ari restriction orifice %a$a &akikatn0a meru%akan k'n(ekuen(i $ari rela(i antara  pressure drop $an  flowrate. ,en'mena choked flow (en$iri a$ala& terrja$in0a mass flowrate 0ang k'n(tan me(ki%un downstream pressure-n0a menurun aki*at sonic velocity. Dalam a%lika(i (eln0a %a$a tum*u&an ung(i %em*ata(an aliran $an %em*ata(an tekanan (ama/ (ama $a%at $itera%kan $engan menggunakan restricion orifice. Dalam mem%elajari aliran lui$a (ering kali kita menggunakan a(um(i lui$a i$eal. ,lui$a (e%erti itu $ia(um(ikan ti$ak mem%un0ai kekentalan. e(ki%un &al ini meru%akan (itua(i i$eal 0ang ti$ak %erna& a$a.

Tujuan Praktikum

 Untuk meng&itung laman0a aktu %eng'('ngan tangki

3

TINJAUAN PUSTAKA Aliran te'riti( $ari tangki *e(ar melalui lu*ang relati ke4il $engan lua( a  %a$a ke$alaman & $i *aa& %ermukaan air *e*a( $a%at $i4ari $engan %rin(i% $ari kekekalan energi. i(alkan %a$a tangki ter*uka ke atm'(er tekanan %a$a  %ermukaan *e*a( mau%un %a$a lu*ang a$ala& atm'(erik $engan $emikian

 %er(amaan Bern'ulli mem*erikan : h

v2 

2 g 

 ; a$ala& ke4e%atan %engeluaran

te'riti( $an & a$ala& <1 = <2 $alam %er(amaan Bern'ulli. Ke4e%atan %engeluraan 3 (e*enarn0a a$ala& > ? @$ a

2 gh

5 Dug$ale 1+ 6.  Nilai H %a$a orifice  $iukur $ari titik tenga& orifice &ingga ke %ermukaan  *e*a(. Ketinggian ter(e*ut $ia(um(ikan teta% k'n(tan. Per(amaan Bern'ulli $ia%lika(ikan $ari %ermukaan *e*a( &ingga ke*agian tenga& ;ena k'ntrakta $engan tekanan atm'(er l'kal $an $ata ele;a(i menga*aikan ke&ilangan 0ang terja$i $i%er'le&

v



2 gh

. Ini &an0a ke4e%atan te'riti( karena ke&ilangan

$iantara %ermukaan *e*a( $an *agian tenga& orifice $ia*aikan. -a(i' $ari ke4e%atan aktual 5;a 6 $engan ke4e%atan te'riti( 5; t6 $i(e*ut k'ei(ien ke4e%atan 5@;6 0aitu @; ? ; a.;t atau $ituli( $engan ; a ? @;

2 gh

.

5Streeter and #0lie 186. Ingat kem*ali ilmu i(ika atau $inamika *a&a (etia% *en$a 0ang $ijatu&kan $ari kea$aan $iam melalui jarak (e%anjang & $alam (uatu ruang &am%a akan mem%un0ai ke4e%atan ; ?

2 gh

(ama $engan ke4e%atan at 4air 

7

meninggalkan nosel . Hal ini k'n(i(ten ter&a$a% ken0ataan *a&a (eluru& energi  %'ten(ial $iu*a& menja$i energi kinetik jika eek viskosi  5ge(ekan6 $ia*aikan. Jika $in0atakan $alam head, head  ketinggian $ititik 1 $ik'n;er(ikan menja$i head  ke4e%atan $ititik 2. Ingat tekanan (ama $ititik 1 $an 2 5un('n $kk2))76 K'n(entrik orifice ti$ak $a%at $igunanakan $engan lui$a 0ang k't'r  karena lui$a 0ang k't'r %erla&an/la&an akan menim*ulkan (e(uatu $item%atn0a (e&ingga $a%at menim*ulkan tam%ilan 0ang (angat merugikan. Dari%a$a k'n(entrik orifice (ering $igunakan ini (e%erti (e*ua& *agian ('li$Ckuat 0ang ti$ak terakumula(i (e&ingga *e(arn0a (e(uai. Be*era%a %eralatan menaarkan  *agian 0ang terlengka% $ari orifice $engan (en('r %em*e$a tekanan $an (in0al tran(mi(i $i $alamn0a 5Ha0ar$ 1"6. Tiga jeni( %eralatan 0ang %aling umum $igunakan untuk mengukur laju aliran lui$a %i%a (e(aat a$ala& orifice meter  nozzle meter $an venturi meter . a(ing/ma(ing $ari alat %engukur ini *ekerja *er$a(arkan %rin(i% *a&a  %engurangan lua( aliran $alam (e*ua& %i%a men0e*a*kan %eningkatan ke4e%atan 0ang $i(ertai $engan %enurunan tekanan. K'rela(i $ari %er*e$aan tekanan $engan ke4e%atan mem*erikan 4ara untuk mengukur laju aliran ter(e*ut. Tan%a a$an0a  %engaru& ;i(k'( $engan a(um(i %i%a &'ri'ntal 5un('n $kk. 2))86. Orifice iala& (e*ua& %erangkat 0ang $igunakan untuk mengukur laju aliran lui$a. enggunakan %rin(i% 0ang (ama (e%erti venturi, nozzle 0aitu %rin(i% Ber'nulli 0ang men0atakan *a&a a$a &u*ungan antra tekanan lui$a $an ke4e%atan lui$a kketika meningkatkan ke4e%atan tekanan *erkurang $an (e*alikn0a. Orifice meru%akan (e*ua& %lat ti%i( $engan lu*ang $itenga&. @airan $i%ak(a untuk *erkum%ul untuk %ergi melalui lu*ang ke4il titik k'n;en(i'nal

8

mak(imum (e*enarn0a terja$i %a$a atau tak lama *ilir orofice i(ik %a$a titik ka0a $i (e*ut contracta 5An'nim'u( 2)116. Pa$a (uatu tangki $engan tam%ang lintang (eragam A 0ang mengalirkan at 4air melalui lu*ang $engan lua( a 0ang terlatak %a$a $a(arn0a. Pa$a (uatu (aat  %ermukaan at 4air $i$alam tangki a$ala& %a$a ketinggian & $iata(

lu*ang.

Ke4e%atan aliran %a$a (aat ter(e*ut a$ala&  ? @;. Dalam (uatu inter;al aktu tertentu %ermukaan at 4air $a%at turun (e&ingga %engurangan ;'lume at 4air   %a$a tangki $a%at terja$i 5Triatm'$j' 176.

.

+

BAHAN DAN METODE aktu !an Tem"at

Praktikum $ilak(anakan %a$a &ari Sa*tu tanggal 1) De(em*er 2)11 $i La*'raturium ekanika ,lui$a Pr'gram Stu$i Keteknikan Pertanian ,akulta( Pertanian Uni;er(ita( Sumatera Utara.

Ba#an !an Alat

A$a%un *a&an 0ang $igunakan %a$a %raktikum ini 0aitu air (e*agai lui$a 0ang $ialirkan %a$a a$a& 4at %la(tik $an lilin mainan (e*agai %en0um*at lu*ang a$a a$a& 4at %la(tik. A$a%un alat 0ang $igunakan %a$a %raktikum ini 0aitu a$a& 4at %la(tik  (e*agai tangki 0ang tela& $ilu*angi *aa&n0a gela( ukur untuk meng&itung ;'lume air %enggari( (e*agai alat ukur ketinggian air $ari %ermukaan ke lu*ang  %a$a a$a& 4at %la(tik $an *ata( ketinggian %eng'('ngan tangki em*er %la(tik  (e*agai tem%at air 0ang $itam%ung stopwatch untuk meng&itung laman0a aktu  %eng'('ngan tangki.

Pr$%e!ur Praktikum

 Di(i%akan kaleng $alam ukuran *e(ar   Dilu*angi *agian *aa& %a$a lu*ang  Diukur $iameter kaleng $an $iameter lu*ang  Dii(i kaleng $engan air %a$a ketinggian 37 4m 5H16 $ari $a(ar lu*ang $an $i(um*at

 Di*uat *ata( untuk air %a$a ketinggian 18 4m 5H26  Di*uka %en0um*at kaleng %a$a lu*ang *aa&.

"

 Di(ia%kan em*er untuk menam%ung air 0ang akan keluar $ari lu*ang  *aa& kaleng.

 Ditutu% lu*ang (am%ai *ata( ketinggian air 18 4m.  Di4atat aktu 0ang $igunakan (am%ai ketinggian 18 4m.  Diukur *an0ak air 0ang keluar ;'lumen0a.  Diulang %er4'*aan (e*an0ak tiga kali  Di&itung laman0a aktu %eng'('ngan tangki $engan menggunakan rumu(: A?

r 2

  

T. te'ri ?

2 xA

T. Praktek ?

@$ ?

>a ? a ?

 H 1

 A 2 A



 H  2

2 g 

h1

Cd .a



h2

2 g 

!a !t 

"  t  2 gh1

 h2

>t ? A. a

Keterangan : T. Te'ri ? aktu $alam te'ri 5$et6 T. Praktek ? aktu $alam %raktek 5$et6 A ? lua( %enam%ang 5m6 H ? tinggi aal 5m6 H ? tinggi ak&ir 5m6



@$ ? k'ei(ien $e*it g ? gra;ita(i 5mC(6 >a ? $e*it %raktek 5mFC$et6 >t ? $e*it te'ri 5mFC$et6



HASIL DAN PEBAHASAN #aktu

'lume

Ulangan 1 2 3

5$etik6 1+2 1+1 1+8 -ata/rata

ALu*ang

5mL6 11+)) 11)) 1128)

?

lu*ang

?

?

G ? )8) .

Akaleng

?

kaleng

?

?

? +317 .

a

?

?

?

De*it 5mC(6 >a

K'ei(ien

>t /8

"1.1) "3.1) /8 +1.1) /8 "13.1)/8

/8

+8.1) +8.1)/8 +8.1)/8 +8.1)/8

De*it5@$6 )"8 )"" )"1 )"7

Tte'ri

Taktual

2+7 ( 2+7 ( 2+7 ( 2+7 (

3+1 ( 3827 ( 31 ( 3+83 (

1)

? 13

>

?

?

? "1 .

>

?

?

? "3 .

>

?

?

? +2 . >t

? A lu*ang . a ? )8) .

? +8 .

11

@

?

?

? )"8 @

?

?

? )""

@

?

?

? )"1

Tte'ri

?

?

? 2+7 (

12

Taktual1

?

?

?

? 3+1 (

Taktual2

?

?

?

? 3827 (

Taktual3

?

?

?

? 31 (

Pem&a#a%an

13

Dari $ata 0ang $i%er'le& $i$a%ati *a&a >a 1 >a2 >a3  ma(ing/ma(ing a$ala& "1.1)/8  "3.1) /8 $an +2.1) /8. K'ei(ien $e*it @$1 @$2 @$3  ma(ing/ ma(ing a$ala& )"8 )"" $an )"1. Tte'ri 0ang $i$a%at a$ala& 2823" ( $an Taktual1 Taktual2 Taktual3 ma(ing/ma(ing a$ala& 33+"8 ( 322 ( $an 377 (. A%lika(i orifice *aa& $alam ke&i$u%an (e&ari/&ari a$ala& %engi(ian min0ak ke $alam (uatu a$a& 0ang $ialirkan melalui *agian *aa&n0a (e&ingga $a%at $i%re$ik(i aktun0a. ,akt'r 0ang mem%engaru&i Tte'ri a$ala& lua( %enam%ang kaleng lua(  %enam%ang lu*ang ketinggian $an $a0a gra;ita(i *umi. Semakin *e(ar lua(  %enam%ang kaleng maka akan (emakin *e(ar Tte'ri. Dengan kata lain Tte'ri  *er*an$ing luru( $engan %enam%ang (erta tinggi air $alam kaleng. Hu*ungan Ta Tt $an @$ a$ala& %a$a Ta @$ (angat *er%engaru& (e$angkan %a$a Tt ti$ak a$a %engaru& Ta @$ *er*an$ing ter*alik $engan Ta. Semakin *e(ar @$ maka Ta (emakin ke4il. Pengukuran $e*it lui$a $ilakukan untuk mengeta&ui lui$a 0ang $ialirkan untuk mem%er'le& &arga $e*itn0a. De*it $i4ari $engan rumu( >?A. &al ini (e(uai $engan literatur An'nim'u( 52)1)6 0ang men0atakan *a&a aliran %a$a umumn0a $iukur *er$a(arkan *e(arn0a ke4e%atan lui$a 0ang meleati lua(  %enam%ang tertentu 0aitu >?A.. Jika %enam%ang %i%a *eru*a& maka ke4e%atan aliran tertentu 56 $ari aliran %un &aru( *eru*a&. Jika %enam%ang %i%a menja$i le*i& ke4il maka ke4e%atan &aru( meningkat A $engan ke4e%atan. Kele*i&an orifice  a$ala& ke4e%atan ali& le*i& tinggi karena $i%engaru&i 'le& ga0a gra;ita(i. Kekurangan orifice a$ala& %an4aran air 0ang lang(ung

17

menuju *aa& (e&ingga %enam%ang air 0ang keluar le*i& (ulit $an akurat tergantung $ari %ema(angann0a. TaTt a$a %engaru& k'ei(ien &i$raulika 0aitu k'ei(ien $e*it (e$angkan  %a$a Tt ti$ak. Hal ini men0e*a*kan %a$a Ta %er*an$ingan lua( lu*ang ter&a$a% Ta ke4il maka Ta menja$i le*i& *e(ar. >a>t karena %a$a >a mem%un0ai %engaru& ke4e%atan 56 %a$an0a. Karena makin *e(ar ke4e%atan air maka (emakin *e(ar $e*it air. ,akt'r lain a$ala& >a $i%engaru&i 'le& a$an0a lua( %enam%ung 5A6 makin *e(ar lua(  %enam%ang maka (emakin *e(ar %ula $e*it airn0a $an *egitu %ula (e*alikn0a.

18

KESIMPULAN 1. Dari %er4'*aan $i%er'le& k'ei(ien $e*it rata/rata " 3  1) /1 #aktu te'riti( 2823" $etik. 2. #aktu %eng'('ngan tangki $i%engaru&i 'le& lua( %enam%ang 5 A 6 $an *e(ar  $e*it %raktek (erta ketinggian antara lu*ang $engan %ermukaan air 5 & 6. 3. Semakin *e(ar $e*it (uatu aliran maka (emakin *e(ar %ula k'ei(ien $e*itn0a. 7. Semakin *e(ar lua( orifice maka (emakin (ingkat aktu %eng'('ngan tangki. 8. Prin(i% kerja orifice  *aa& a$ala& $engan men0alurkan air melalui lu*ang  %a$a *aa& tangki (e&ingga $a%at $i&itung *e(ar $e*it $an lama aktu  %eng'('ngan tangki. +. Orifice a$ala& (uatu %lat 0ang $i*eri lu*ang %a$a *agian *aa& atau (am%ing untuk mengukur laju aliran $an aktu. ". Jeni(/jeni( orifice ter$iri $ari orifice (am%ing $an orifice *aa& %a$a tangki. . A%lika(i orifice *aa& %a$a tangki a$ala& %a$a dispenser  air minum $an %a$a alat inu(. . ,akt'r/akt'r 0ang mem%engaru&i laman0a aktu %eng'('ngan tangki a$ala& lua( %enam%ang tangki lua( lu*ang orifice k'ei(ien $e*it tinggi lu*ang $ari  %ermukaan air $an gra;ita(i *um. 1).

Semakin ke4il $iameter lu*ang maka air 0ang keluar 5;'lume 0ang

tertam%ung6 akan (emakin (e$ikit

1+

1+

DAFTAR PUSTAKA An'mi'u( 2)11. http#$$respository%usu%ac%id 1) De(em*er 2)11M Dug$ale -. H. 1+. ekanika ,lui$a. Penerjema& Bam*ang Priam*'$'. Erlangga Jakarta. Ha0ar$ A.T. 1". &lowmeters. almilian Pu*li(&ing Lt$ L'n$'n. un('n B. -. D. ,. 'ung $an T.H. !kii(&i 2))7. ekanika ,lui$a Jili$ I. Penerjema& Harinal$i $an Bu$iart'. Erlangga Jakarta. un('n B. -. D. ,. 'ung $an T.H. !kii(&i 2))8. ekanika ,lui$a Jili$ II Penerjema& Harinal$i $an Bu$iart'. Erlangga Jakarta. Streeter . L. and  E.B.#0lie 18.  &luid 'echanics Eig&t E$iti'n. 4 Ora Hill B''k @'m%an0 USA. Triatm'$j' B. 1+. Hidraulika ( . Beta !(et 'g0akarta.

1"