I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam suatu aliran fluida dalam saluran tertutup, baik itu jenis aliran laminer maupun turbulen, pasti mengalami kerugian head. Kerugian head ini disebabkan oleh kerugian gesek di dalam pipa-pipa, reduser, katup dan lain-lain. Faktor-faktor yang diperhitungk diperhitungkan an tidak hanya kecepatan dan arah partikel, tetapi juga pengaruh kekentalan (viscosity) yang menyebabkan gaya geser antara partikel-partikel zat cair dan juga antara zat cair dan dinding batas. Gerak zat cair tidak mudah diformulasikan secara matematik, sehingga diperlukan anggapan-anggapan dan percobaan-percobaan untuk mendukung penyelesaian secara teoritis. Persamaan Persamaan energi yang menggambarkan menggambarkan gerak partikel diturunkan diturunkan dari persamaan gerak. Persamaan energi ini merupakan salah satu persamaan dasar untuk menyel menyelesai esaikan kan masala masalahh yang yang ada dalam dalam hidraul hidraulika. ika. Persama Persamaan an energi energi dapatditunjukkan oleh persamaan Euler dan persamaan Bernoulli. Pada fluida nyata (riil) aliran yang terjadi akan mengalami gesekan dengan dinding pipa, sehingga akan mengalami kehilangan energi.
B. Tujuan
Praktikum ini bertujuan untuk menghitung kehilangan head pada pipa (Hf)
II. TINJAUAN PUSTAKA
Head kerugian adalah untuk mengatasi kerugian-kerugian yang terdiri atas head kerugian gesak di dalam pipa-pipa, dan head kerugian didalam belokan-belokan, reduser, katup-katup, dsb. Dalam keadaan turbulen, peralihan atau laminar untuk aliran dalam pipa (saluran tertutup), telah dikembangkan persamaan kerugian oleh Henry Darcy dan Julius Weishbach. Kerugian energi per satuan berat fluida dalam pengaliran cairan dalam sistem perpipaan disebut sebagai kerugian head (head loss). Head loss terdiri dari Mayor head loss (mayor losses),
merupakan kerugian head sepanjang saluran
pipa yang dinyatakan dengan rumus : Hf=f.l . V2D .2g Dimana : Hf = head kerugian f = faktor gesekan L = panjang pipa V = kecepatan rata-rata cairan dalam pipa D = diameter pipa Harga f (faktor gesekan) didapat dari diagram Moody (lampiran - 6) sebagai fungsi dari Angka Reynold Reynold (Reynolds (Reynolds Number) dan Kekasaran relatif (Relative Roughness Roughness - ε/D ), yang nilainya nilainya dapat dilihat pada grafik (lampiran) (lampiran) sebagai fungsi dari nominal diameter diameter pipa dan kekasaran permukaan dalam pipa (e) yang tergantung dari jenis material pipa. Dari pengujian yang kami lakukan lakukan nilai f yang dihasilkan dihasilkan sangatlah kecil. Standar untuk nilai f pada masing-masing aliran dapat dilihat sebagai berikut: 1.
Jika Jika Re < f =" 64"> 2100, alirann alirannya ya disebu disebutt “hydrau “hydraulic licall allyy smooth smooth”” atau atau “turbulent smooth”.
2.
Jika Re > 4000 atau e/d besar, alirannya disebut aliran turbulent rought.
3.
Jika aliran berada antara kondisi 2 dan 3 maka aliran tersebut disebut aliran transisi.
Untuk menghitung nilai f dapat disesuaikan dengan masing-masing kriteria untuk mencari nilai f adalah 1.
Laminar f=64Re
2.
Transisi 1f=1,14-2log10 ed+9,35Re
3.
Hydroulically tough atau wholly rough 1f=1,14+2log10De Minor head loss (minor losses),
merupakan merupakan kerugian head pada fitting fitting dan
valve yang terdapat sepanjang sistem perpipaan. Dapat dicari dengan menggunakan persamaan : Hf=n.k.V22g
Dimana : Hf = Minor losses n = jumlah fitting/ valve untuk diameter yang sama k = koefisien gesekan V = Kecepatan rata-rata aliran g = percepatan gravitasi Besaran ini menyatakan kerugian pada fitting dan valve dalam ukuran panjang ekivalen dari pipa lurus.
III. METODOLOGI
A. Alat
1. Selang 2. Penggaris 3. Stop Stop watc watchh (Ha (Handp ndphon hone) e) 4. Alat Alat peng penguj ujii 5. Temp Tempat at pen penam ampu pung ng air air 6. Jang Jangka ka soro sorong ng
B. Bahan
1. Air 2. Tinta
C. Prosedur kerja
1. faktor faktor gesek gesek pada masin masing-ma g-masin singg aliran aliran dihitun dihitungg 2. Hasil perhit perhitungan ungan pada pada praktikum praktikum kedua kedua kerugian kerugian head head aliran aliran dihitun dihitungg pada pipa lurus (hf).
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Re=2,528
V=0,128 ms
Re>2000 ⟶laminer
l=1 m, d=0,03 m
Hf=f.l . V2D .2g
dengan f=64Re=642,528=25,317
Hf=25,317.1 . 0,12820,03 .2×9,81 Hf=0,705
B. Pembahasan
Head kerugian adalah head untuk mengatasi mengatasi kerugian-kerugi kerugian-kerugian an yang terdiri atas head kerugian kerugian gesak didalam pipa-pipa, pipa-pipa, dan head kerugian didalam belokanbelokan belokan, belokan, reduser, katup-katup, katup-katup, dsb. Kerugian Kerugian head bisa disebabkan disebabkan oleh kekasaran kekasaran permukaan, permukaan, tumbuhan tumbuhan didasar didasar saluran, saluran, ketidakterat ketidakteraturan uran saluran, saluran, kelurusan kelurusan saluran pengendapan dan pengikisan, obstruksi, ukuran dan bentuk saluran, tinggi permukaan air dan debitnya, perubahan-perubahan musiman serta bahan endapan yang dibawa oleh arus. Faktor viskositet sendiri merupakan penyebab-utama dari semua kerugian head, sehingga hampir selalu diikut-sertakan dalam perhitungan-perhitungan kerugian energi. Jenis kerugian yang lainnya adalah friction dan major losses adalah kerugian energi yang terjadi pada pipa-lurus dengan luas penampang penampang yang tetap tetap sehingga sehingga aliran dianggap uniform. Harganya bertambah sesuai dengan panjang salurannya. Kerugian seperti ini disebabkan oleh gesekan-dalam daripada fluida, oleh sebab itu bisa timbul baik pada pipakasar maupun pipa-halus. Praktikum Head Aliran ini dilaksanakan setelah praktikum Bilangan Reynold, karena hasil dari perhitungan pada praktikum Bilangan Reynold lah yang digunakan untuk menganalisis head kerugian pada sebuah aliran. Dengan menggunakan data
bilangan Reynold, kecepatan dan panjang pipa, kita dapat menghitung head kerugian menggunakan persamaan Weishbach. Faktor gesekan f atau aliran koefisien λ tidak konstan dan tergantung pada parameter pipa dan kecepatan aliran fluida, tetapi dikenal dengan akurasi yang tinggi dalam rezim aliran tertentu. Karena aliran dalam percobaan merupakan aliran laminer, laminer, maka untuk menentukan menentukan nilai faktor gesekan (f) digunakan digunakan persamaan persamaan . Hasil dari perhitungan f adalah sebesar 25,317. Dengan memasukkan data yang telah didapatkan didapatkan dari praktikum praktikum Bilangan Bilangan Reynold, Reynold, aliran fluida fluida tersebut tersebut =64Re
mengalami kerugian head sebesar 0,705. Semakin kecil nilai f maka nilai Hf juga akan semakin kecil. Pada pengujian didapatkan aliran laminar, sehingga aliran yang terjadi adalah aliran laminar. Aliran tersebut dapat laminar terus karena bisa dikarenakan oleh adanya gaya gesek pada dinding pipa, adanya belokan pada pipa tersebut, besar kecilnya aliran dalam pipa aliran. Beberapa faktor diatas dapat menyebabkan ketidaksesuaian antara volume yang didapat pada suatu tempat dan waktu yang dibutuhkan. Debit yang kecil dan arus zat warna bergerak melalui tabung itu menuruti garis lurus, dimana dimana hal tersebut nenunjukan bahwa alirannya alirannya laminar. Dengan dinaikannya dinaikannya laju aliran, maka naiklah naiklah bilangan bilangan reynold, reynold, karena konstan dan V berbanding lurus dengan laju aliran. Dengan meningkatnya debit, kita mencapai suatu kondisi saat arus zat warna bergoyang dan kemudian tiba-tiba terurai serta terbaur ke seluruh tabung. Aliran telah berubah menjadi aliran turbulen dengan pertukaran momentumnya momentumnya yang dahsyat yang telah sepenuhnya mengganggu mengganggu gerakan teratur aliran laminar. (Victor L Streeter,1985). Semakin Semakin besar volume tersebut maka waktu bercampur bercampur antara air dan tinta tinta dalam pipa saluran akan semakin cepat, begitu pula sebaliknya. Semakin kecil debit aliran aliran yang mengalir pada pipa maka volume yang ditampung ditampung akan semakin semakin kecil sehingga waktu yang dibutuhkan dalam pencampuran air dengan tinta akan semakin lambat. lambat. Antara debit, volume dan waktu apabila tidak sesuai akan mempengaruhi mempengaruhi nilai f dan Hf yang tidak signifikan. signifikan. Sehingga akan terjadi terjadi kesalahan aliran dalam fluida.
V. KESIMPULAN
1.
Kerugian head bisa disebabkan oleh kekasaran permukaan, tumbuhan didasar saluran saluran,, ketida ketidakte kterat raturan uran saluran saluran,, kelurus kelurusan an saluran saluran pengend pengendapan apan dan pengikisan, pengikisan, obstruksi, obstruksi, ukuran dan bentuk saluran, tinggi permukaan permukaan air dan debitnya, debitnya, perubahan-perubahan perubahan-perubahan musiman serta bahan endapan yang dibawa oleh arus.
2.
Karena aliran dalam percobaan percobaan merupakan merupakan aliran aliran laminer, laminer, maka untuk menentukan nilai faktor gesekan (f) menggunakan persamaan =64Re . Hasil dari perhitungan f adalah sebesar 25,317.
Aliran fluida tersebut mengalami kerugian head sebesar 0,705. 4. Semakin kecil nilai f maka nilai Hf juga akan semakin kecil. 3.
B. Saran
Dalam praktikum selanjutnya selanjutnya,, hendaknya hendaknya asisten asisten memberikan memberikan toleransi toleransi dengan tidak mewajibkan laporan praktikum diketik kepada prakttikan yang tidak mempunyai PC atau laptop.
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Jilid I (terjemahan). Jakarta : Erlangga Giancoli, Douglas C. 2010. Fisika Jilid V (terjemahan). Jakarta : Erlangga Halliday, D & Resnick, R. 1990. Fisika jilid 1 . Erlangga. Jakarta. Rana Ranald ld,, V, GH. GH. 1996. 1996. Mekanika Fluida dan Hidraulika edisi Kedua. Erlangga: Jakarta. Sosrodarsono, Ir. Suyono, Cs. 1985. Hidrologi Untuk Pengairan. Penerbit Pradnya Paramita. Jakarta. Suharto. 1991. Dinamika dan Mekanika untuk Perguruan Tinggi. Rineka Rineka Cipta. Cipta. Jakarta. Sutrisno, 1996. Seri Fisika Dasar, Mekanika. ITB: Bandung. Streeter L, Victor. 1985. Mekanika Fluida. Erlangga: Jakarta. Tim Penyusun. 2009. Modul Praktikum Mekanika Fluida. Purwokerto: UNSOED Tipler, P.A.1998. Fisika untuk Sains d an Teknik-Jilid I (terjemahan). Jakarta : Erlangga Fisika Universitas Universitas (terjemahan) (terjemahan). Young Young,, Hugh Hugh D. & Roger Roger A Freed Freedma man. n. 2002. 2002. Fisika Jakarta : Erlangga
