Modul Praktikum Fenomena Dasar Mesin

M ODUL PRA PRAKT I KU KUM M

FENOMENA DASAR MESIN A’rasy Fahr ahrud udd din, S.T., M.T. Iswanto anto,, S.T., M.T.

Universitas Muhammadiyah Sidoarjo 2016

M ODUL PRA PRAKT I KU KUM M

F E N OM E N A DA SA R MESIN A’rasy Fahruddin, S.T., M.T. Iswanto, S.T., M.T.

UMSIDA PRESS Jl. Mojopahit 666 B Sidoarjo

ISBN:: 978-979-3401-41-6 ISBN

MODUL PRAKTIKUM FENOMENA DASAR MESIN

TIM PENULIS

A’rasy Fahruddin, S.T., M.T. Iswanto, S.T., M.T.

PENYUNTING

Septi Budi Sartika, M.Pd.

Sidoarjo, 2016

MODUL PRAKTIKUM FENOMENA DASAR MESIN

TIM PENULIS

A’rasy Fahruddin, S.T., M.T. Iswanto, S.T., M.T.

PENYUNTING

Septi Budi Sartika, M.Pd.

Diterbitkan oleh

UMSIDA PRESS

Jl. Mojopahit 666 B Sidoarjo

ISBN: 978-979-3401-41-6

Copyright©2016. A’rasy Fahruddin dan Iswanto. All rights reserved.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberi rahmat-Nya sehingga Modul Praktikum Fenomena Dasar Mesin ini dapat terselesaikan. Modul ini dimaksudkan untuk membantu mahasiswa dalam melaksanakan praktikum sehingga dapat memahami teori yang telah diberikan di kelas. Modul praktikum ini terdiri dari tiga pokok bahasan, yaitu pengujian teorema Bernoulli, pengujian deflection curved bar , serta pengujian konduktifitas panas. Masingmasing pokok bahasan diuraikan dalam bentuk tutorial dan lembar kerja. Dengan demikian, setelah melaksanakan praktikum diharapkan mahasiswa tidak saja dapat melaksanakan

pengujian-pengujian

tersebut,

tetapi

juga

dapat

menjelaskan

karakterisasi bahan setelah dilakukan pengujian. Tiap pokok bahasan tersebut dilaksanakan dalam satu kali praktikum dan 5 kali kegiatan asistensi. Tentunya Modul Praktikum ini masih banyak kekurangannya. Oleh sebab itu, penyusun sangat berterimakasih apabila pembaca berkenan memberi kritik maupun saran agar Modul Praktikum ini semakin sempurna dan berkualitas. Akhir kata, penulis berharap agar Modul Praktikum ini dapat bermanfaat dalam meningkatkan kualitas proses belajar mengajar dan membantu mahasiswa dalam melaksanakan praktikum.

Penyusun

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ....................................................................................................

i

DAFTAR ISI ...............................................................................................................

ii

DAFTAR TABEL .........................................................................................................

v

DAFTAR GAMBAR .....................................................................................................

vi

BAB I PENDAHULUAN ...............................................................................................

1

1.1 Profil Laboratorium ................................................................................

1

1.2 Manajemen Laboratorium ......................................................................

2

1.3 Sistem Pengelolaan ................................................................................

4

1.4 Prosedur dan Mekanisme Pendaftaran Sebagai Praktikan ......................

8

1.5 Tata Tertib Laboratorium .......................................................................

9

1.6 Penggunaan Laboratorium .....................................................................

10

1.7 Peralatan Praktikum dan Pendukung Praktikum ................................ .....

10

BAB II KURIKULUM ...................................................................................................

15

2.1 Analisis Materi .......................................................................................

15

2.2 Silabus Praktikum ...................................................................................

16

2.3 Satuan Acara Praktikum .........................................................................

16

2.4 Tugas Praktikum .....................................................................................

16

2.5 Kriteria Penilaian ....................................................................................

16

BAB III MODUL PENGUJIAN TEOREMA BERNOULLI ...................................................

18

3.1 Tujuan Pengujian ....................................................................................

18

3.2 Dasar Teori .............................................................................................

18

3.2.1 Fan ..............................................................................................

19

3.2.2 Venturi .........................................................................................

24

3.2.3 Manometer ..................................................................................

27

3.2.4 Tabung Pitot ................................................................................

33

3.2.5 Persamaan Bernoulli ....................................................................

35

3.2.6 Persamaan Kontinuitas ................................................................

36

3.2.7 Menghitung Laju Aliran Volume ...................................................

36

3.3 Gambar dan Spesifikasi Alat ...................................................................

37

3.3.1 Gambar Alat Uji ...........................................................................

37

3.3.2 Spesifikasi Alat Uji ........................................................................

38

3.4 Prosedur Pengujian dan Pengambilan Data ............................................

38

3.5 Contoh Tabel Pengambilan Data ............................................................

39

3.6 Contoh Perhitungan ...............................................................................

39

BAB IV MODUL PENGUJIAN DEFLECTION CURVED BAR .............................................

43

4.1 Tujuan Pengujian ....................................................................................

43

4.2 Teori Dasar .............................................................................................

43

4.2.1 Definisi Defleksi ...........................................................................

43

4.2.2 Perbedaan Defleksi dan Deformasi ................................ ...............

47

4.2.3 Macam-macam Deformasi ...........................................................

48

4.2.4 Teori Castigliano ..........................................................................

50

4.2.5 Momen ........................................................................................

51

4.3 Spesifikasi Alat .......................................................................................

54


55


56


57

BAB V MODUL PENGUJIAN KONDUKTIVITAS PANAS .................................................

59

5.1 Tujuan Percobaan ..................................................................................

59

5.2 Teori Dasar .............................................................................................

59

5.2.1 Kondisi Stedi ................................................................................

61

5.2.2 Konduktivitas ...............................................................................

61

5.2.3 Laju Perpindahan Kalor Konduksi Tunak Pada Sistem Berpenampang Beda ..................................................................

63

5.2.4 Tahanan Kontak Termal ...............................................................

68

5.3 Spesifikasi Alat .......................................................................................

70


71


71


72

DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................................

73

BIODATA PENULIS ....................................................................................................

74

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Range nilai huruf dan angka ......................................................................

8

Table 5.1 Konduktivitas termal beberapa material ................................ ....................

62

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Struktur Organisasi Laboratorium Teknik Mesin ................................ ....

4

Gambar 1.2 Diagram Alir Langkah-langkah yang Dilakukan oleh Kepala Laboratorium, Mahasiswa, Asisten, Laboran dan Dosen Praktikum pada Pelaksanaan Praktikum ................................ ...............

6

Gambar 1.3 Alat Pengujian Bernoulli ........................................................................

10

Gambar 1.4 Alat Pengujian Defleksi ..........................................................................

11

Gambar 1.5 Alat Uji Konduktivitas Panas ..................................................................

11

Gambar 1.6 Thermometer Inframerah .....................................................................

12

Gambar 1.7 Anemometer Digital ..............................................................................

12

Gambar 3.1 Sentrifugal Fan ......................................................................................

20

Gambar 3.2 Diagram Vektor Kecepatan Keluaran ntuk Bil ah Backward-inclined ................................................................................

21

Gambar 3.3 Diagram Vektor Kecepatan untuk Bilah Radial .......................................

21

Gambar 3.4 Diagram Vector Kecepatan Keluaran untuk Bilah Forward-curved ....................................................................................

22

Gambar 3.5 Venturi ..................................................................................................

24

Gambar 3.6 Manometer Tabung U ...........................................................................

31

Gambar 3.7 Tabung Pitot ..........................................................................................

33

Gambar 4.1 Defleksi .................................................................................................

44

Gambar 4.2 Tumpuan Engsel ....................................................................................

45

Gambar 4.3 Tumpuan Rol .........................................................................................

45

Gambar 4.4 Tumpuan Jepit ......................................................................................

46

Gambar 4.5 Pembebanan Terpusat ..........................................................................

46

Gambar 4.6 Pembebanan Terbagi Merata ................................................................

46

Gambar 4.7 Pembebanan Bervariasi Uniform ...........................................................

47

Gambar 4.8 Defleksi Balok ........................................................................................

47

Gambar 4.9 Deformasi Balok ....................................................................................

48

Gambar 4.10 Diagram Tegangan Regangan ..............................................................

49

Gambar 4.11 Momen Kopel ......................................................................................

52

Gambar 4.12 Momen Inersia Berbagai Bentuk ..........................................................

53

Gambar 4.13 Spesimen Uji .......................................................................................

54

Gambar 4.14 Sketsa Curved Bar Apparatus ...............................................................

55

Gambar 5.1 Volume Elemen Konduksi Satu Dimensi ................................ .................

60

Gambar 5.2 Perpindahan Kalor pada Dinding Datar Lapis Rangkap ...........................

64

Gambar 5.3 Perpindahan Kalor pada Sistem Radial/Silinder Lapis Rangkap ...............

65

Gambar 5.4 Profil Temperature Akibat Adanya Tahanan Kontak ...............................

69

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Profil Laboratorium

Laboratorium Teknik Mesin digunakan sebagai pusat pembelajaran secara praktek dan eksperimental. Mahasiswa diharapkan akan dapat menerapkan materi kuliah secara langsung pada alat yang telah disediakan, mempelajari alat secara langsung, melakukan pengambilan data, penelitian, dan konsultasi. Dalam laboratorium ini terdapat dua sub praktikum yang disediakan berupa Menggambar Teknik Dasar dan Menggambar Mesin. 1. Visi Laboratorium

Menjadi pusat pembelajaran berbasis laboratorium teknik mesin yang mampu mendukung pembentukan professional mandiri bermutu tahun 2020. 2. Misi Laboratorium

[1] Melaksanakan kegiatan praktikum sebagai penerapan teori yang didapat selama perkuliahan. [2] Memfasilitasi riset mahasiswa, dosen, riset bersama dosen dan mahasiswa serta pihak luar dalam bidang Teknik Mesin. [3] Membangun link and match dengan dunia industri melalui alumni dan program mutually beneficial cooperation. [4] Menjadi motor penggerak dalam pengembangan penerapan ilmu pengetahuan dan teknologi Teknik Mesin. 3. Sasaran

[1] Memiliki dasar ilmu yang kuat dalam bidang permesinan. [2] Mampu mengembangkan ilmu-ilmu keahlian di bidang Teknik Mesin melalui peningkatan kompetensi dilaboratorium. [3] Memiliki semangat dan motivasi untuk senantiasa menyesuaikan diri sesuai dengan perkembangan teknologi.

1 | Modul Praktikum Fenomena Dasar Mesin

4. Tujuan

[1] Laboratorium Teknik Mesin mempunyai fungsi utama untuk mendukung kegiatan akademik mahasiswa berupa praktikum dan penelitian. [2] Melayani pengembangan pendidikan melalui praktikum sebagai

bagian

dari

proses

pembelajaran,

penelitian

dan

pengabdian

masyarakat.

1.2 Manajemen Laboratorium 1. Definisi

[1] Praktikum fenomena dasar mesin adalah kegiatan akademis yang wajib dilakukan oleh setiap Mahasiswa Program Studi Teknik Mesin (PSTM) yang telah menempuh matakuliah prasarat mekanika fluida, termodinamika, mekanika teknik dan perpindahan panas. Praktikum fenomena dasar mesin berbentuk praktek kerja yang menekankan aspek kognitif dan psikomotorik. [2] Ka.Prodi adalah penanggung jawab secara administratif segala aktifitas yang ada di lingkungan PSTM. [3] Ka.Lab adalah penanggung jawab secara administratif segala aktifitas yang ada di laboratorium PSTM. [4] Laboran adalah wakil Ka.Lab dalam melaksanakan aktifitas sehari-hari yang ada dilingkungan laboratorium PSTM. [5] Dosen pembimbing praktikum fenomena dasar mesin adalah tim staf pengajar yang dibentuk oleh PSTM yang bertugas membuat modul praktikum

fenomena

dasar

mesin,

menguji

mahasiswa

dan

membimbing mahasiswa dalam penulisan laporan praktikum fenomena dasar mesin secara menyeluruh. [6] Monitoring merupakan pemantauan yang dilakukan oleh Dosen pembimbing praktikum fenomena dasar mesin dan Ka.Lab untuk mengecek pelaksanaan praktikum fenomena dasar mesin oleh mahasiswa. Monitoring dilakukan secara acak dan minimum sekali


dilakukan dalam satu periode pelaksanaan praktikum fenomena dasar mesin. [7] Logsheet adalah lembar kerja yang berisi aktivitas kerja mahasiswa yang diketahui dan ditandatangani oleh asisten praktikum fenomena dasar mesin. [8] Ujian pretest dan posttest praktikum fenomena dasar mesin adalah ujian yang dilaksanakan sebelum dan sesudah pelaksanaan praktikum fenomena dasar mesin yang dilakukan oleh dosen pembimbing untuk memperoleh nilai praktikum fenomena dasar mesin. [9] Laporan praktikum fenomena dasar mesin adalah naskah laporan praktikum fenomena dasar mesin yang ditulis sesuai dengan panduan penulisan praktikum dilaboratorium PSTM yang sudah direvisi setelah ujian dan melaporkan aktivitas pelaksanaan praktikum di laboratorium. Laporan praktikum fenomena dasar mesin dibuat dalam bentuk hardcopy dan softcopy dalam CD.

2. Waktu Dan Tempat Pelaksanaan

Waktu praktikum fenomena dasar mesin sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan. Tempat pelaksanaan praktikum di Laboratorium fenomena dasar mesin PSTM. [1] Jumlah tatap muka

Jumlah tatap muka ditentukan dengan jumlah kelompok mahasiswa praktikum fenomena dasar mesin dengan pertimbangan memaksimalkan penggunaan peralatan praktikum fenomena dasar mesin, kapasitas laboratorium fenomena dasar mesin mampu menampung kurang lebih 10 mahasiswa praktikum. [2] Lama praktikum setiap tatap muka

Lama praktikum fenomena dasar mesin untuk setiap kelompok adalah 16 jam tatap muka ini dibagi dalam dua hari , hari pertama 8 jam tatap muka istirahat 1 jam kemudian hari kedua 8 jam tatap muka istirahat 1 jam.


3. Struktur Organisasi

Laboratorium Teknik Mesin berada di bawah struktur Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Sidoarjo, seperti pada Gambar 1.1 dalam bagan berikut:

Gambar 1.1 Struktur Organisasi Laboratorium Teknik Mesin

Keterangan: : Garis Komando : Garis Koordinasi

1.3 Sistem Pengelolaan 1. Tugas pihak terkait:

a.

Peneliti/Praktikan - Mendaftar sebagai calon praktikan - Mengikuti praktikum sesuai jadwal - Konsultasi kepada asisten dan dosen pembimbing - Membuat laporan praktikum


b.

Asisten Praktikum - Membuat daftar peserta praktikum - Menyusun jadwal praktikum - Menyiapkan segala perlengkapan praktikum - Memberi materi saat praktikum - Membimbing praktikan membuat laporan - Memberikan nilai praktikum - Perawatan laboratorium

c.

Laboran - Menyiapkan segala perlengkapan praktikum - Perawatan laboratorium

d.

Dosen Pembimbing - Mengevaluasi praktikum - Membimbing perbaikan laporan praktikum - Memberikan penilaian hasil praktikum

e.

Kepala Laboratorium - Menyetujui peserta dan jadwal praktikum - Menetapkan dosen pembimbing praktikum - Mengangkat laboran dan asisten praktikum - Mengajukan penambahan alat praktikum - Membuat program kerja tahunan - Menjalin kerja sama antar laboratorium internal maupun external - Mengevaluasi praktikum - Menyetujui hasil praktikum


2. Prosedur Pelaksanaan Praktikum

Langkah-langkah yang dilakukan oleh Laboran, Asisten, Mahasiswa, Dosen dan Ka.lab disajikan dalam diagram alir pada Gambar 1.2

Gambar 1.2 Diagram Alir Langkah-langkah yang Dilakukan oleh Kepala

Laboratorium,

Mahasiswa,

Asisten,

Laboran

dan

Dosen

Praktikum pada Pelaksanaan Praktikum.

Penjelasan:

[1] Laboran menyiapkan laboratorium dan perlengkapannya, peralatan alat-alat kelengkapan praktikum yang dipimjam praktikan ditulis dalam form pemimjaman alat yang ditandatangani asisten dan perwakilan praktikan sebagai penanggung jawab peralatan. [2] Asisten menyiapkan materi praktikum fenomena dasar mesin berdasarkan modul praktikum fenomena dasar mesin.


[3] Mahasiswa melaksanakan pretest terlebih dahulu kemudian dilanjutkan dengan praktikum fenomena dasar mesin didampingi asisten, di monitoring dosen pembimbing dan Ka.Lab secara acak. [4] Mahasiswa membuat Logsheet dan diserahkan kepada asisten pada pertemuan berikutnya. [5] Mahasiswa wajib absen untuk setiap sesi tatap muka praktikum fenomena dasar mesin, yang dilakukan oleh asisten praktikum fenomena dasar mesin. [6] Asisten memeriksa dan menandatangai asistensi laporan praktikum fenomena dasar mesin mahasiswa, yang point koreksinya sesuai dengan petunjuk penulisan laporan praktikum kemudian yang menjadi point utama dalam koreksi diantaranya: o

Unsur originallitas.

o

Kesesuain materi laporan dengan job sheet yang dikerjakan.

o

Kedalaman analisis data pengukuran produk/quality control.

o

Sistematika laporan sesuai dengan petunjuk penulisan laporan praktikum.

[7] Laporan yang sudah dikoreksi/diperiksa asisten dikembalikan lagi kepada mahasiswa, untuk menjadi pertimbangan penulisan laporan yang lebih baik sebelum maju asistensi ke dosen pembimbing. [8] Pada akhir praktikum fenomena dasar mesin, Dosen memberikan tes/ujian yang harus diikuti oleh semua mahasiswa praktikum fenomena dasar mesin. [9] Dosen menyerahkan nilai hasil tes/ujian praktikum fenomena dasar mesin yang dilaksanakan mahasiswa ke Kepala Laboratorium. [10]

Asisten merekap nilai

praktikum gambar teknik (20% tugas + 40 %

pelaksanaan praktikum ), kemudian Asisten menyerahkan nilai ke Kepala laboratorium. [11]

Kepala laboratorium merekap nilai praktikum gambar teknik [{20% tugas

+ 40 % pelaksanaan praktikum dari unsur asisten} + {30 % ujian praktikum + 10 % laporan praktikum dari unsur dosen}]. [12]

Kepala laboratorium menyerahkan berkas hard copy nilai praktikum ke

BAA dan juga mengupload secara online ke BAA. Mahasiswa dinyatakan


lulus praktikum fenomena dasar mesin dengan nilai minimal adalah C, range nilai tertera seperti pada table 1.1 berikut. Tabel 1.1 Range nilai huruf dan angka

Nilai Huruf

Range Nilai

A

>85,1

AB

76 – 85

B

66 – 75

BC

56 – 65

C

46 – 55

D

36 – 45

E

< 35

1.4 Prosedur dan Mekanisme Pendaftaran sebagai Praktikan

a.

Persyaratan Untuk dapat mengikuti praktikum fenomena dasar mesin mahasiswa harus telah mengikuti atau sedang menempuh matakuliah yang tertera pada buku pedoman.

b.

Dokumen yang harus dilengkapi 1. KTM 2. Pas foto 3x4 3. KRS 4. KHS (untuk mengetahui matakuliah prasyarat) 5. Mengisi form pendaftaran

c.

Mekanisme pendaftaran 1. Daftar ulang di lab. dengan membawa prasyarat. 2. Mengisi form pendaftaran 3. Mengisi daftar hadir


1.5 Tata Tertib Laboratorium:

[1] Praktikum fenomena dasar mesin dilaksanakan tepat waktu sesuai dengan jadwal yang ditetapkan. [2] Mahasiswa yang terlambat datang atau absent harus memberikan surat/bukti yang dapat dipercaya (surat dokter atau surat keterangan kerja dari perusahaan). [3] Mahasiswa

diperkenankan

pindah

kelompok/jam/hari

praktikum

fenomena dasar mesin dengan syarat mengkonfirmasi 1 minggu sebelum pelaksanakan praktikum fenomena dasar mesin melalui Asisten dan Kepala Laboratorium. [4] Mahasiswa yang tidak hadir pada saat jadwal yang telah ditentukan diperkenankan mengikuti praktikum fenomena dasar mesin berikutnya dengan mengganti membeli buku textbook minimal harga 75.000 rupiah. [5] Mahasiswa harus meminjam alat praktikum fenomena dasar mesin dengan cara mengisi lembaran form pinjam alat yang tersedia. [6] Praktikum fenomena dasar mesin dianggap selesai jika mahasiswa telah menyerahkan laporan sementara dan alat yang dipinjam dalam keadaan baik, bersih, dan rapi. [7] Kerusakan alat yang dipinjam oleh mahasiswa menjadi tanggung jawab penuh kelompok mahasiswa yang bersangkutan. [8] Selama praktikum fenomena dasar mesin berlangsung, mahasiswa dilarang merokok, makan, bergurau, bermain alat, menghidupkan Hand Phone, atau pun keluar masuk ruangan tanpa seijin dosen pembimbing/asisten pendamping. [9] Mahasiswa yang dinyatakan tidak lulus praktikum harus mengulang dijadwal praktikum berikutnya dengan membayar biaya praktikum yang telah ditentukan oleh Universitas melalui bank yang ditunjuk oleh UMSIDA. [10]

Laporan

praktikum

fenomena

dasar

mesin

diserahkan

ke

laboratorium paling lambat 3 minggu dari pelaksanaan praktikum, jika lebih dari itu maka nilai maksimal yang bisa didapatkan adalah B.


1.6 Penggunaan Laboratorium

[1] Pengguna laboratorium fenomena dasar mesin khususnya mahasiswa praktikum, adalah mereka yang terdaftar sebagai praktikan yang dikeluarkan oleh BAA. [2] Penggunaan alat-alat praktikum sesuai dengan petunjuk kerja yang ada pada modul praktikum fenomena dasar mesin dengan sepengetahuan asisten praktikum. [3] Pemimjaman kelengkapan alat-alat praktikum dengan mengisi form pemimjaman yang telah disediakan sesuai dengan modul praktikum fenomena dasar mesin. [4] Pelanggaran atas aturan ini dikenakan sanksi tidak dapat mengikuti praktikum berikutnya. [5] Asisten harus melaporkan terjadinya pelanggaran ke laboran dan mencatat pelanggaran yang terjadi. [6] Kerusakan karena kelalaian praktikan menjadi tanggung jawab praktikan yang bersangkutan. 1.7 Peralatan Praktikum & Pendukung Praktikum:

A. Peralatan yang digunakan meliputi: [1] Perangkat pengujian Bernoulli.

Gambar 1.3 Alat Pengujian Bernoulli 10 | Modul Praktikum Fenomena Dasar Mesin

[2] Perangkat pengujian defleksi.

Gambar 1.4 Alat Pengujian Defleksi [3] Perangkat pengujian konduktivitas panas.

Gambar 1.5 Alat Uji Konduktivitas Panas [4] Thermometer inframerah. Digunakan untuk mengukur kecepatan udara secara langsung pada pengujian teorema Bernoulli.


Gambar 1.6 Thermometer Inframerah [5] Anemometer. Digunakan untuk mengukur kecepatan udara secara langsung pada pengujian teorema Bernoulli.

Gambar 1.7 Anemometer Digital [6] Bak air pendingin. [7] Jangka sorong. [8] Mistar. [9] Tang jepit.

B. Kesehatan Dan Keselamatan Kerja : [1] Hati-hati menggunakan peralatan yang mudah pecah.


C. Langkah Kerja : [1] Letakkan peralatan ke atas Unit HM 150 [2] Sambungkan pipa pada peralatan dengan tangki air dari unit HM 150 dengan menggunakan selang [3] Alirkan air dalam peralatan dengan membuka katup pada unit HM 150 [4] Atur bukaan katup masuk dan keluar pada peralatan [5] Sebelum mencatat data tekanan pada alat ukur, terlebih dahulu setting alat ukur pada kondisi normal dengan penyetelan katup yang terdapat pada alat ukur (2) [6] Catat tekanan pada semua titik pengukuran [7] Catat pula debit aliran pada setiap kali pengambilan data



Tata Tertib

1.

.

Laboratorium:

Praktikum dilaksanakan tepat waktu sesuai dengan jadwal yang ditetapkan.

2.

Mahasiswa yang terlambat datang atau absen harus memberikan surat izin (surat dokter atau surat keterangan kerja dari perusahaan).

3.

Mahasiswa diperbolehkan pindah kelompok/jam/hari praktikum dengan syarat mengkonfirmasi 1 minggu sebelum pelaksaan praktikum melalui asisten.

4.

Mahasiswa yang tidak hadir pada saat jadwal yang telah ditentukan diperkenankan mengikuti praktikum berikutnya dengan syarat membayar denda Rp 25.000,-.

5. Mahasiswa harus berbusana sopan dan rapi ( tidak diperkenankan memakai kaos Oblong dan Sandal atau sepatu sandal ) serta membawa kartu asistensi. 6.

Selama praktikum berlangsung, mahasiswa dilarang merokok makan, bergurau, bermain alat, menghidupkan hand phone, atau pun keluar masuk ruangan tanpa seijin dosen pembimbing/asisten pendamping.


7.

Praktikum dianggap selesai jika mahasiswa telah selesai melakukan pengujian, alat kembali bersih dan rapi.

8.

Kerusakan alat yang dipinjam oleh mahasiswa menjadi tanggung jawab penuh kelompok mahasiswa yang bersangkutan.

10. Mahasiswa yang tidak melaksanakan satu modul praktikum dinyatakan tidak lulus. 11. Setelah melakukan praktikum, mahasiswa harus membuat laporan sementara

hasil

pengamatan

praktikum

rangkap

dua

dan

menyerahkan kepada dosen pembimbing/asisten untuk ditanda tangani. 12. Laporan akhir praktikum covernya menggunakan standart fakultas dan laporan diserahkan 2 minggu setelah jadwal masing-masing kelompok. 13. Apabila laporan diserahkan lebih dari 2 minggu maka dinyatakan tidak lulus. 14. Mahasiswa yang dinyatakan tidak lulus praktikum harus mengulang dijadwal praktikum berikutnya dengan membayar biaya praktikum yang telah ditentukan oleh Universitas melalui bank yang ditunjuk.


BAB II KURIKULUM

2.1 Analisis Materi

Mata Kuliah

: Praktikum Fenomena Dasar Mesin

Semester

: 4 (empat)

Sks

: 1 (sks)

Setelah mengikuti Praktikum Fenomena Dasar Mesin mahasiswa semester 4 Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Sidoarjo dapat menguasai dan mengembangkan teori dan rumus dasar pada ilmu Teknik Mesin.

Menjelaskan tentang pengujian teorema Bernoulli, pengujian defleksi curved bar, dan pengujian konduktivitas panas.

Menjelaskan tentang persiapan spesimen, metode pemanasan, pendinginan, dan persiapan sebelum diuji.

Menjelaskan tentang pengambilan data dan analisa data pengujian bernoulli, defleksi dan konduktivitas panas.

Menjelaskan tentang alur proses pengukuran tekanan, persiapan pengujian, dan pengujian material: uji defleksi dan uji konduktivitas panas.

Menjelaskan tentang pengertian Fenomena Dasar Mesin, teorema Bernoulli, defleksi, dan konduktivitas panas.


2.2 Silabus Praktikum

Praktikum ini membahas berbagai proses Fenomena Dasar Mesin secara umum serta memberikan ketrampilan dasar penggunaan alat uji, pengambilan data, dan analisa data. Cakupan pokok bahasan meliputi: pengantar Fenomena Dasar Mesin, teorema Bernoulli, tekanan statis dan dinamis, kecepatan fluida, pengujian defleksi, pengujian konduktivitas panas. Setelah mengambil praktikum ini, mahasiswa diharapkan memahami berbagai proses Fenomena Dasar Mesin yang ada serta mampu merumuskan/memilih proses yang sesuai untuk menguji material/fluida tertentu. 2.3 Satuan Acara Praktikum

Kompetensi Akhir

mahasiswa mampu menguji dan menganaliasa teorema Bernoulli mahasiswa mampu menguji defleksi pada batang melengkung dan konduktivitas panas suatu bahan mahasiswa mampu menyelesaikan seluruh modul praktikum beserta laporannya Materi Pembelajaran Bentuk Kriteria Penilaian Bobot Pembelajaran (Indikator) Nilai (%) Pengujian teorema Pra test teori Mahasiswa mampu 20% Bernoulli Praktikum menjelaskan - Tekanan statis Laporan teorema Bernoulli - Tekanan dinamis dan kegunaannya - Perubahan tekanan - Kecepatan fluida  



Pertemuan ke-1–3

4–6

Pengujian Defleksi Curved Bar - Modulus Elastisitas - Momen Inersia - Defleksi vertikal dan horisontal - Teori Castigliano

Pra test teori Praktikum Laporan

Mahasiswa mampu menjelaskan defleksi pada batang melengkung dan kegunaannya

20%

6–8

Pengujian Konduktivitas Panas - Laju perpindahan panas konduksi - Hambatan thermal - Azas black - Kondisi stedi

Pra test teori Praktikum Laporan

Mahasiswa mampu menjelaskan, melakukan pengujian konduktivitas panas, mengolah dan menganalisa data.

20%


9

UAS

Ujian tertulis

1. Mahasiswa mampu menjelaskan teorema Bernoulli 2. Mahasiswa mampu menjelaskan pengukuran tekanan dan kecepatan fluida 3. Mahasiswa dapat melakukan dan menjelaskan uji defleksi 4. Mahasiswa dapat menjelaskan uji konduktifitas termal

2.4 Tugas Praktikum Tugas

Membuat

Kelompok

laporan

praktikum

Waktu

Dikerjakan setiap 1 minggu kelompok, masing-masing 5 - 10 mahasiswa

2.5 Kriteria Penilaian

Tugas Praktikum

: 40 %

Ujian Praktikum

: 60 % 100 %


Metode

Diskusi

40%

BAB III MODUL PENGUJIAN TEOREMA BERNOULLI

3.1 Tujuan Pengujian

Tujuan dari pengujian ini diantaranya adalah: 1. Mengetahui hubungan rumus termodinamika dan rumus Euler dengan rumus Bernoulli. 2. Mengetahui hubungan antara bukaan katup dengan perbedaan tekanan pada venturi. 3. Mengetahui hubungan antara bukaan katup dengan perbedaan tekanan pada pitot tube. 4. Mengetahui hubungan antara jarak venturi dengan tekanan pitot tube. 5. Mengetahui definisi tekanan Statis, tekanan dinamis, dan tekanan stagnasi.

3.2 Teori Dasar

Persamaan bernoulli merupakan salah satu persamaan dasar dalam perhitungan mekanika fluida. Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoulli (1700-1782). Persamaan Bernoulli ini dijuluki sebagai “persamaan yang paling banyak digunakan dan paling banyak disalahgunakan dalam mekanika fluida” (Munson, 2004). Persamaan ini sangat bermanfaat dalam perhitungan kecepatan dan tekanan fluida serta pengaruh ketinggian saluran fluida. Selain itu juga dalam perhitungan head pada pompa dan sebagainya.


Dalam pengujian ini digunakan blower untuk mengasilkan aliran fluida masuk. Venturi sebagai alat untuk menghasikan perbedaan tekanan dan kecepatan. Manometer untuk mengukur beda tekanan. Serta tabung pitot untuk mengetahui tekanan statis dan dinamis.

3.2.1 Fan a. Pengertian Fan

Fan dan blower banyak digunakan di industri kimia. Fan biasanya digunakan untuk memindahkan sejumlah volume udara atau gas melalui suatu saluran (duct). Selain itu, fan juga digunakan untuk memasok udara dalam proses pengeringan, pemindahan bahan tersuspensi di dalam aliran gas, pembuangan asap, pengondensasian menara, pemasokan udara untuk pembakaran boiler, pembuangan debu, aerasi sampah, pengeringan, pendinginan proses-proses industrial, sistem ventilasi ruangan, dan aplikasi sistem beraliran tinggi dan bertekanan rendah yang lain. Isu-isu yang berkaitan dengan kualitas udara di dalam ruangan dan pengendalian pencemaran menyebabkan sebuah kebutuhan yang kontinyu terhadap fan dan blower yang memiliki kualitas baik, efisien, dan murah. Pemilihan yang tepat terhadap ukuran dan tipe fan dan blower merupakan hal yang sangat penting dalam kaitannya dengan sistem energi yang efisien. Dalam bangunan yang besar, blower sering digunakan karena tekanan antarannya yang tinggi yang diperlukan untuk mengatasi turun tekan dalam sistem ventilasi. Sebagian besar blower berbentuk sentrifugal. Blower juga dapat digunakan untuk memasok udara draft ke boiler dan tungku. Fan biasanya digunakan untuk tekanan rendah. Tekanan yang dihasilkan biasanya kurang dari 0.5 lb/in2 (3.45 kPa). Sebaliknya, blower digunakan pada tekanan yang relatif lebih tinggi, namun biasanya lebih rendah dari 1.5 lb/in2 (10.32 kPa). Secara umum, fan dan blower dapat dikategorikan dalam dua bentuk, yaitu aliran sentrifugal dan aliran aksia. Fan adalah piranti yang menyebabkan aliran suatu fluida gas dengan cara menciptakan sebuah beda tekan melalui pertukaran


momentum dari bilah fan ke partikel-partikel fluida gas. Impeller fan mengubah energi mekanik rotasional menjadi baik energi kinetik dan statik dalam fluida gas. Pembagian energi mekanik menjadi energi kinetik dan statik yang diciptakan dan efisien energi bergantung pada jenis bilah fan yang dirancang. Fluida yang dipindahkan oleh fan seringkali adalah udara dan atau asapasap yang berbau, sedangkan blower dapat memindahkan campuran partikulat dan udara. Pengertian blower pada dasarnya sama dengan fan, namun blower dapat menghasilkan tekanan statik yang lebih tinggi. Kadang-kadang tekanan yang lebih tinggi dicapai melalui sebuah susunan impeller multitahap.

` Gambar 3.1. Sentrifugal fan

b. Prinsip Kerja Fan

Semua fan menghasilkan tekanan total yang merepresentasikan statik dan energi kinetik yang diberikan oleh impeller kepada udara. Bilah-bilah impeller fan yang berputar mengkonversikan energi mekanik menjadi statik dan energi kinetik melalui perubahan vektor kecepatan dari udara yang datang, yaitu udara yang masuk dari luar yang menuju ke bagian impeller. Fan sentrifugal menghasilkan tekanan total dari gaya sentrifugal udara yang menyebar keluar antara gang-gang bilah dan melalui energi kinetik yang diberikan kepada udara. Vektor kecepatan absolut dalam fan aksial adalah jumlah dari komponen-komponen kecepatan aksial dan tangensial, sedangkan dalam fan sentrifugal adalah jumlah dari

komponen-komponen

kecepatan


radial

dan

tangensial.

Fan

aksial

menghasilkan tekanan total dari perubahan kecepatan yang mengalir melalui impeller yang tidak dihasilkan oleh gaya sentrifugal. Operasi fan sentrifugal dapat dideskripsikan oleh diagram vektor kecepatan. Tinggi diagram yang diindikasikan oleh vektor kecepatan radial relatif (Vr) didasarkan pada volume udara yang mengalir melalui fan. Kecepatan udara (relatif terhadap bilah) yang ditunjukkan dengan Vb adalah hampir tangensial terhadap bilah karena beberapa slip terjadi akibat pengaruh-pengaruh lapisan batas. Komponen kecepatan ujung (tip speed) ωr adalah tegak lurus dengan jari jari roda dimana ω adalah kecepatan putar impeller dalam radial per satuan waktu dan r adalah jari-jari impeller pada titik ujung bilah (blade tip). Karena laju roda adalah sama untuk setiap kasus, vektor ωr adalah konstan. Kecepatan absolut yang diindikasikan oleh Vs adalah resultan dar i Vb dan ωr.

Gambar 3.2. Diagram vektor kecepatan keluaran untuk bilah backward-inclined

Gambar 3.3. Diagram vektor kecepatan untuk bilah radial


Gambar 3.4. Diagram vektor kecepatan keluaran untuk bilah forward-curved

c. Macam-macam Fan

1) Fan Aliran Aksial Fan aliran aksial dirancang untuk menangani laju alir yang sangat tinggi dan tekanan rendah. Fan jenis disk (piringan) adalah sama dengan fan-fan rumah tangga. Fan tersebut umumnya untuk sirkulasi atau pembuangan yang bekerja tanpa saluran. Fan jenis propeler dengan bilah yang dirancang secara aerodinamik dapat terdiri dari 2 tahap atau lebih. Pada tipe ini, udara masuk dalam arah aksial dan meninggalkan juga dalam arah aksial. Fan ini biasanya mempunyai baling-baling yang mengarahkan aliran masuk (inlet guide vane), yang diikuti dengan bilah putar, dan bilah statis. 2) Blower Sentrifugal Blower sentrifugal mengolah udara atau gas yang masuk dalam arah aksial dan keluar dalam arah radial. Tipe blower ini mempunyai 3 bilah: bilah radial atau lurus, bilah bengkol maju (forward curved blade), dan bilah bengkol mundur (backward curved blade) Blower bilah radial biasanya digunakan dalam aplikasi yang mempunyai temperatur tinggi dan diameter yang besar. Bilah yang dalam arah radial mempunyai tegangan (stress) yang sangat rendah dibandingkan dengan bilah bengkol maju ataupun mundur. Rotor mempunyai 4-12 bilah dan biasanya beropeasi pada kecepatan rendah. Blower ini digunakan dalam kerja buangan


(exhaust work), khususnya untuk gas-gas pada temperatur tinggi dan dengan suspensi dalam alirannya. 3) Forward-curved blade blower Blower ini mengalirkan gas buang pada kecepatan yang sangat tinggi. Tekanan yang dipasok oleh blower ini lebih rendah dibandingkan dengan tekanan yang dihasilkan oleh dua bilah yang lain. Banyaknya bilah dalam rotor tersebut dapat mencapai 50, sedangkan kecepatannya dapat mencapai 3600 rpm. 4) Backward-curved blade blower Blower ini digunakan ketika dibutuhkan tekanan buang yang lebih tinggi. Blower ini digunakan pada berbagai aplikasi. Blower jenis backward dan forward curved mempunyai tegangan yang jauh lebih besar daripada blower radial. Blower sentrifugal menghasilkan energi dalam aliran udara (gas) melalui gaya sentrifugal dan memberikan sebuah kecepatan kecepatan pada udara (gas) tersebut. Bilah bengkol maju memberikan sebagian besar kecepatan kepada udara (gas). Ikal yang berbentuk gulungan (scroll shaped volute) mendifusikan udara dan menciptakan kenaikan tekanan statik dengan cara penurunan kecepatan gas. Perubahan tekanan total (biasanya kecil) terjadi di dalam impeller. Tekanan statik meningkat, baik dalam impeler maupun bagian difusi. Efisiensi operasi fan biasanya pada rentang 40-80%. Tekanan total buang adalah jumlah dari tekanan statik dan velocity head. d. Faktor kompresibilitas

Ketika udara mengalir ke dalam fan, udara tersebut dikompresi dan volume yang keluar akan menjadi lebih kecil daripada volume pada bagian masukan. Hukum fan tidak memperhitungkan efek tersebut.  Sebuah fan yang dipilih tanpa menggunakan kompresibilitas akan mempunyai

ukuran yang lebih besar daripada yang dibutuhkan, dan daya fan akan dinyatakan.  Efek kompresibilitas adalah sangat kecil ketika kenaikan tekanan fan di bawah

10”Wg, dan hal tersebut biasanya diabaikan pada ambang batas (threshold). 23 | Modul Praktikum Fenomena Dasar Mesin

3.2.2 Venturi a. Pengertian Venturi

Efek Venturi adalah pengurangan tekanan fluida yang terjadi ketika cairan mengalir melalui bagian menyempit dari pipa. Efek Venturi dinamai berdasarkan penemunya Giovanni Battista Venturi, seorang fisikawan Italia.

Gambar 3.5. Venturi

b. Prinsip Kerja Venturi

Dalam dinamika fluida, kecepatan fluida harus meningkatkan saat melewati penyempitan sesuai dengan prinsip kekekalan massa, sedangkan tekanan statis harus menurun sesuai dengan prinsip konservasi energi mekanik. Jadi setiap peningkatan

energi kinetik cairan yang bertambah karena kecepatannya

ditingkatkan melalui penyempitan akan seimbang dengan penurunan tekanan. Dengan mengukur perubahan tekanan, laju aliran dapat ditentukan, seperti dalam berbagai pengukuran aliran menggunakan perangkat seperti meter venturi, nozel venturi dan pelat orifice. Menggunakan persamaan Bernoulli dalam kasus khusus aliran fluida mampu mampat (seperti aliran air atau cairan lainnya, atau aliran kecepatan rendah gas), penurunan tekanan teoritis di penyempitan diberikan oleh:

dimana: ρ, adalah densitas fluida,

v1 adalah kecepatan fluida di mana pipa lebih lebar, v2 adalah kecepatan fluida di mana pipa sempit. 24 | Modul Praktikum Fenomena Dasar Mesin

Pada tabung Venturi atau hanya venturi, fluida mengalir melalui panjang pipa dan diameter bervariasi. Untuk menghindari drag aerodinamis yang besar, tabung Venturi biasanya memiliki kerucut masuk 30 derajat dan kerucut keluar dari 5 derajat. Tabung Venturi digunakan dalam proses di mana hilangnya tekanan tetap tidak ditoleransi dan akurasi maksimum diperlukan dalam kasus cairan yang sangat kental. Dalam aplikasi industri dan laboratorium ilmiah, venturi digunakan untuk mengukur laju aliran cairan. Sebuah venturi juga dapat digunakan untuk campuran cairan dengan gas. Jika pompa memaksa cairan melalui tabung yang terhubung ke sistem yang terdiri dari venturi untuk meningkatkan kecepatan cair (diameter berkurang), sepotong pendek tabung dengan lubang kecil di dalamnya, dan terdapat venturi yang menurunkan kecepatan, gas akan tersedot melalui lubang kecil karena perubahan tekanan. Pada akhir sistem, campuran cairan dan gas akan muncul. Sebagai cairan mengalir melalui venturi, ekspansi dan kompresi dari cairan menyebabkan tekanan di dalam venturi akan berubah. Prinsip ini dapat digunakan dalam metrologi alat ukur terkalibrasi untuk tekanan diferensial. Jenis pengukuran tekanan mungkin lebih mudah, misalnya untuk mengukur bahan bakar atau pembakaran tekanan di jet atau roket. Venturi meter skala besar untuk mengukur arus cair dikembangkan oleh Clemens Herschel, kemudian untuk mengukur arus kecil dan besar air dan air limbah dimulai pada akhir abad ke-19. Sebuah venturi dapat digunakan untuk mengukur laju aliran volumetrik,Q, dengan menggunakan persamaan berikut:


Efek Venturi dapat diamati atau digunakan sebagai berikut: 1.

Cargo eductors pada produk minyak dan tanker kapal kimia.

2.

Inspirator untuk campuran udara dan gas yang mudah terbakar di panggangan, panggangan, kompor gas, pembakar pembakar Bunsen dan airbrush.

3.

Aspirators air yang menghasilkan vakum parsial menggunakan energi kinetik dari tekanan air keran.

4.

Sifon uap menggunakan energi kinetik dari tekanan uap untuk membuat vakum parsial.

5.

Atomizers yang membubarkan parfum atau cat semprot (yaitu dari pistol semprot).

6.

Karburator yang menggunakan efek untuk menyedot bensin ke dalam aliran udara intake mesin.

7.

Aerator yang digunakan untuk menanamkan udara menjadi anggur seperti yang dituangkan ke dalam gelas.

8.

Kapiler dari sistem siste m peredaran darah manusia.

9.

Protein skimmer, perangkat filtrasi untuk air asin akuarium dalam pembersih kolam

otomatis

yang

menggunakan

aliran

air

tekanan

sisi

untuk

mengumpulkan sedimen dan puing-puing. 10. Laras modern klarinet, yang menggunakan menggunakan lancip terbalik untuk mempercepat mempercepat udara ke tabung, memungkinkan nada yang lebih baik, respon dan intonasi. 11. Kompresi udara dioperasikan industri pembersih vakum. vakum. 12. Venturi scrubber digunakan untuk membersihkan emisi gas buang. 13. Injector (juga disebut ejector) digunakan untuk menambah gas klorin untuk sistem pengolahan air klorinasi. 14. Injector uap menggunakan efek Venturi dan panas laten penguapan untuk memberikan air umpan ke boiler lokomotif uap. 15. Blasters pasir yang digunakan untuk menarik pasir halus dan mencampurnya dengan udara. 16. Proportioners busa digunakan untuk melantik pemadam kebakaran foam concentrate ke dalam sistem proteksi prot eksi kebakaran. kebakaran.


Prinsip Bernoulli dan efek Venturi, sangat penting untuk aerodinamis sert a konsep desain hidrodinamik. Desain airfoil dan hydrofoil untuk mengangkat dan mengarahkan kapal udara dan air (pesawat terbang, kapal dan kapal selam) berasal dari aplikasi prinsip Bernoulli dan efek Venturi, begitu pula instrumen yang mengukur tingkat gerakan melalui udara atau at au air (indikator kecepatan).

3.2.3 Manometer

Banyak teknik telah dikembangkan untuk pengukuran tekanan dan vakum . Instrumen yang digunakan untuk mengukur tekanan disebut alat pengukur tekanan atau alat pengukur vakum. Sebuah manometer adalah instrumen yang menggunakan kolom cairan untuk mengukur tekanan, meskipun istilah saat ini sering digunakan untuk setiap alat ukur tekanan. Sebuah pengukur vakum digunakan untuk mengukur tekanan dalam vakum-yang dibagi lagi menjadi dua subkategori: tinggi dan rendah vakum (dan vakum ultra-tinggi). Banyak teknik yang digunakan untuk mengukur vakum termasuk metode seri. Oleh karena itu, dengan menggabungkan beberapa jenis alat ukur, adalah mungkin untuk mengukur tekanan sistem terus menerus dari 10 mbar ke 10-11 mbar. Pengukuran tekanan sehari-hari, seperti untuk tekanan ban, biasanya dibuat relatif terhadap tekanan udara ambien. Dalam kasus lain pengukuran dilakukan relatif terhadap vakum atau untuk beberapa referensi spesifik lainnya. Ketika membedakan antara referensi nol ini, istilah berikut digunakan: digunakan: 1.

Tekanan absolut adalah nol-referensi terhadap kekosongan yang sempurna, menggunakan skala absolut, sehingga sama dengan mengukur tekanan ditambah tekanan atmosfer.

2.

Pengukur tekanan adalah nol-referensi terhadap tekanan udara ambien, sehingga sama dengan tekanan absolut dikurangi tekanan atmosfer. tandatanda negatif biasanya dihilangkan. Untuk membedakan tekanan negatif, nilai dapat ditambahkan dengan kata "vakum" atau alat ukur mungkin label yang "pengukur vakum."

3.

Tekanan diferensial adalah perbedaan tekanan antara dua titik.


Referensi nol digunakan biasanya tersirat oleh konteks, dan kata-kata ini ditambahkan hanya bila klarifikasi diperlukan. Tekanan ban dan tekanan darah yang tekanan pengukur dengan konvensi, sementara tekanan atmosfer , tekanan vakum dalam, dan tekanan altimeter harus mutlak. Bagi kebanyakan cairan kerja di mana cairan ada dalam sistem sist em tertutup , pengukuran pengukur pengukur tekanan berlaku. instrumen tekanan terhubung ke sistem akan menunjukkan tekanan relatif terhadap tekanan atmosfer saat ini. Situasi berubah ketika tekanan vakum ekstrim diukur; tekanan mutlak mut lak biasanya digunakan sebagai gantinya. Tekanan diferensial yang umum digunakan dalam sistem proses industri. pengukur pengukur tekanan diferensial memiliki dua port inlet, masing-masing masing-masing terhubung ke salah satu volume yang tekanan harus dipantau. Akibatnya, pengukur seperti melakukan operasi matematika dari pengurangan melalui cara mekanis, menghindarkan kebutuhan untuk sistem operator atau kontrol untuk menonton dua alat pengukur terpisah dan menentukan perbedaan dalam pembacaan. Sedang pembacaan tekanan vakum bisa ambigu tanpa konteks yang tepat, karena dapat mewakili tekanan absolut atau tekana t ekanan n gauge tanpa tanda negatif. Jadi vakum dari 26 inHg pengukur setara dengan tekanan t ekanan absolut 30 inHg (tekanan atmosfer khas) - 26 inHg = 4 inHg. Tekanan atmosfer biasanya sekitar 100 kPa di permukaan laut, tetapi variabel dengan ketinggian dan cuaca. Jika tekanan absolut cairan tetap konstan, pengukur pengukur tekanan dari cairan yang sama akan bervariasi karena perubahan tekanan atmosfer. Misalnya, ketika sebuah mobil drive sampai gunung, (gauge) tekanan ban naik karena tekanan atmosfer turun. Tekanan mutlak dalam ban pada dasarnya tidak berubah. Menggunakan tekanan atmosfer sebagai acuan biasanya ditandai oleh g untuk mengukur setelah unit tekanan, misalnya 70 psig, yang berarti bahwa tekanan diukur adalah tekanan total dikurangi tekanan atmosfer . Ada dua jenis tekanan referensi pengukur: vented gauge (vg) dan disegel gauge (sg). Sebuah mengukur vented pemancar tekanan misalnya memungkinkan tekanan udara luar akan terkena sisi negatif dari tekanan penginderaan diafragma, melalui kabel vented atau lubang pada sisi perangkat, sehingga selalu mengukur


tekanan disebut ambient barometric tekanan . Jadi referensi pengukur vented sensor tekanan harus selalu membaca tekanan nol ketika koneksi tekanan proses diadakan terbuka ke udara.

a. Satuan tekanan

SI Unit untuk tekanan adalah pascal (Pa), sama dengan satu newton per meter persegi (N · m-2 atau kg · m -1· s-2). Ketika ditunjukkan, referensi nol dinyatakan dalam kurung kurung setelah unit, misalnya 101 kPa (abs). The pound per inci persegi (psi) (ps i) masih digunakan d igunakan secara luas di d i Amerika Serikat dan Kanada, untuk mengukur, misalnya, tekanan ban. Sebuah surat yang sering ditambahkan ke unit psi untuk menunjukkan menunjukkan referensi pengukuran ini nol; psia untuk mutlak, psig untuk mengukur, psid untuk diferensial, meskipun praktik ini tidak disarankan oleh NIST. Karena tekanan dulu umum diukur dengan kemampuannya untuk menggantikan menggantikan kolom cairan dalam da lam manometer, tekanan sering dinyatakan sebagai kedalaman cairan tertentu (misalnya, inci air). Pengukuran Manometric adalah subjek dari kepala tekanan perhitungan. Pilihan yang paling umum untuk cairan manometer adalah merkuri (Hg) dan air; air tidak beracun dan tersedia, sementara kepadatan merkuri memungkinkan untuk kolom pendek (dan manometer lebih kecil) untuk mengukur tekanan yang diberikan. Singkatan "WC" atau kata-kata "kolom air" sering dicetak pada alat pengukur dan pengukuran yang menggunakan menggunakan air untuk manometer. Densitas fluida dan gravitasi lokal dapat bervariasi dari satu bacaan yang lain tergantung pada faktor-faktor lokal, sehingga ketinggian kolom cairan tidak mendefinisikan tekanan tepat. Jadi pengukuran dalam " milimeter air raksa " atau " inci merkuri " dapat dikonversi ke satuan SI selama perhatian dibayar untuk faktor lokal densitas fluida dan gravitasi. fluktuasi suhu mengubah nilai densitas fluida, sementara lokasi dapat mempengaruhi mempengaruhi gravitasi. Meski tak lagi disukai, unit-unit manometric masih ditemui di berbagai bidang. Tekanan darah diukur dalam milimeter air raksa di sebagian besar dunia, dan tekanan paru-paru di sentimeter air masih umum, seperti dalam pengaturan


untuk mesin CPAP. Tekanan pipa gas alam yang diukur dalam inci air , dinyatakan sebagai "inci WC" Scuba penyelam sering menggunakan manometric aturan praktis : tekanan yang diberikan oleh sepuluh meter kedalaman air laut ( "10 MSW") kira-kira sama dengan satu atmosfer. Dalam sistem vakum, unit torr, mikrometer merkuri (mikron), dan inci merkuri (inHg) yang paling sering digunakan. Torr dan mikron biasanya menunjukkan tekanan absolut, sementara inHg biasanya menunjukkan tekanan gauge. Tekanan atmosfer biasanya dinyatakan menggunakan hectopascal (hPa), kilopascal (kPa), milibar (mbar) atau atmosfer (atm). Banyak unit hybrid lainnya yang digunakan seperti mmHg/cm 2 atau gram-force/cm2 (kadang-kadang sebagai [kg/cm2] tanpa mengidentifikasi unit kekuatan). Sedangkan satuan gaya dalam SI adalah newton (N)

b. Tekanan statis dan tekanan dinamis

Tekanan statis seragam di segala arah, sehingga pengukuran tekanan independen dari arah dalam bergerak (statis) cairan. Aliran, bagaimanapun, berlaku tekanan tambahan pada permukaan tegak lurus terhadap arah aliran, sementara memiliki dampak yang kecil pada permukaan sejajar dengan arah aliran. Komponen directional ini tekanan dalam bergerak fluida (dinamis) disebut tekanan dinamis . Sebuah alat menghadap arah aliran mengukur jumlah dari tekanan statis dan dinamis; pengukuran ini disebut Tekanan total atau tekanan stagnasi . Karena tekanan dinamis dirujuk ke tekanan statis, ini bukan alat ukur atau mutlak; itu adalah tekanan diferensial. Sementara pengukur tekanan statis adalah kepentingan utama untuk menentukan beban bersih pada dinding pipa, tekanan dinamis yang digunakan untuk mengukur laju aliran dan kecepatan udara. Tekanan dinamis dapat diukur dengan mengambil tekanan diferensial antara instrumen paralel dan tegak lurus terhadap aliran. Tabung pitot-static , misalnya melakukan pengukuran ini di pesawat untuk menentukan kecepatan udara. Kehadiran alat ukur pasti bertindak untuk mengalihkan aliran dan menciptakan turbulensi, sehingga bentuknya sangat penting untuk akurasi dan kurva kalibrasi sering non-linear.


c. Kolom air

Dengan menggunakan persamaan tekanan, cairan dapat digunakan untuk instrumentasi dimana gravitasi hadir. Pengukur kolom cairan terdiri dari kolom vertikal cair dalam tabung yang memiliki ujung yang terkena tekanan yang berbeda. Kolom akan naik atau turun sampai berat (kekuatan diterapkan karena gravitasi) berada dalam kesetimbangan dengan perbedaan tekanan antara kedua ujung tabung (kekuatan diterapkan karena tekanan fluida). Sebuah versi yang sangat sederhana adalah tabung berbentuk U setengah penuh cairan, satu sisi yang terhubung ke daerah bunga sedangkan referensi tekanan (yang mungkin menjadi tekanan atmosfer atau vakum) diterapkan ke yang lain. Perbedaan tingkat cair mewakili tekanan diterapkan. Tekanan yang diberikan oleh kolom cairan dari ketinggian h dan kepadatan ρ di berikan oleh persamaan tekanan hidrostatik, P = hgρ. Oleh karena itu, perbedaan tekanan antara tekanan diter apkan P dan tekanan

referensi P0 dalam manometer U-tube dapat ditemukan dengan memecahkan P a = Po + hgρ. Dengan kata lain, tekanan pada kedua ujung cairan (ditampilkan dalam warna biru pada gambar) harus seimbang (karena cairan statis) dan P a = Po + hgρ.

Gambar 3.6. Manometer tabung U Dalam pengukuran kolom cair, hasil pengukuran adalah tinggi, h, dalam satuan mm, cm, atau inci. H ini juga dikenal sebagai head tekanan . Ketika dinyatakan sebagai head tekanan, tekanan ditentukan dalam satuan panjang dan cairan pengukuran harus ditentukan. Ketika akurasi sangat penting, suhu cairan pengukuran harus juga ditentukan, karena kepadatan cairan merupakan fungsi dari 31 | Modul Praktikum Fenomena Dasar Mesin

temperatur . Jadi, misalnya, kepala tekanan mungkin ditulis "742,2 mm Hg" atau "4.2 di H 2O pada 59 ° F" untuk pengukuran diambil dengan merkuri atau air sebagai fluida manometric, masing-masing. Kata "mengukur" atau "vakum" dapat ditambahkan untuk pengukuran tersebut untuk membedakan antara tekanan atas atau di bawah tekanan atmosfer. Kedua mm merkuri dan inci dari air kepala tekanan umum yang dapat dikonversi ke satuan SI dari tekanan menggunakan konversi unit dan rumus di atas. Jika cairan yang diukur secara signifikan padat, koreksi hidrostatik mungkin harus dibuat untuk ketinggian antara permukaan bergerak dari manometer fluida kerja dan lokasi di mana pengukuran tekanan yang diinginkan kecuali ketika mengukur tekanan diferensial cairan (misalnya melintasi piring lubang atau venturi), dalam hal kepadatan ρ harus diperbaiki dengan mengurangi

kepadatan dari fluida yang diukur. Meskipun cairan apapun dapat digunakan, merkuri lebih disukai untuk kepadatan tinggi (13,534 g / cm 3) dan rendah tekanan uap . Perbedaan tekanan rendah, minyak ringan atau air yang biasa digunakan (pemberian kenaikan terakhir untuk unit pengukuran seperti pengukur inci air dan milimeter H 2O . Alat pengukur tekanan Liquid-kolom memiliki kalibrasi yang sangat linear. Mereka memiliki respon dinamik miskin karena cairan dalam kolom dapat bereaksi lambat terhadap perubahan tekanan. Ketika mengukur vakum, cairan bekerja dapat menguap dan mencemari vakum jika tekanan uap terlalu tinggi. Ketika mengukur tekanan cairan, loop diisi dengan gas atau cairan cahaya dapat mengisolasi cairan untuk mencegah mereka dari pencampuran tetapi ini bisa menjadi tidak perlu, misalnya ketika merkuri digunakan sebagai cairan manometer untuk mengukur tekanan diferensial dari cairan seperti air. Pengukur hidrostatik sederhana dapat mengukur tekanan mulai dari beberapa Torr (beberapa 100 Pa) untuk beberapa atmosfer. Sebuah manometer kolom air tunggal memiliki reservoir yang lebih besar, bukan satu sisi U-tabung dan memiliki skala samping kolom sempit. Kolom mungkin cenderung untuk lebih memperkuat gerakan cairan. Berdasarkan jenis penggunaan dan struktur manometer dibedakan menjadi:


1. Manometer sederhana 2. Micromanometer 3. Manometer diferensial 4. Inverted manometer diferensial

3.2.4 Tabung Pitot

Tabung pitot adalah instrumen pengukuran tekanan yang digunakan untuk mengukur kecepatan aliran fluida. Tabung pitot diciptakan oleh insinyur Perancis Henri Pitot pada awal abad ke-18 dan dimodifikasi untuk bentuk modern pada pertengahan abad ke-19 oleh ilmuwan Perancis Henry Darcy. Hal ini banyak digunakan untuk menentukan kecepatan udara dari sebuah pesawat, kecepatan air dari perahu, dan untuk mengukur kecepatan cair, udara dan aliran gas dalam aplikasi industri. Tabung pitot digunakan untuk mengukur kecepatan aliran lokal pada titik tertentu dalam aliran aliran dan tidak rata-rata kecepatan aliran dalam pipa atau saluran. Tabung pitot dasar terdiri dari sebuah tabung menunjuk langsung ke dalam aliran fluida. Sebagai tabung ini berisi cairan, tekanan dapat diukur; cairan bergerak dibawa untuk berhenti karena tidak ada saluran untuk memungkinkan aliran untuk melanjutkan. Tekanan ini adalah tekanan stagnasi cairan, juga dikenal sebagai tekanan total atau (terutama dalam penerbangan) tekanan pitot.

Gambar 3.7. Tabung pitot


Tekanan stagnasi diukur tidak sendiri bisa digunakan untuk menentukan kecepatan aliran fluida (kecepatan udara dalam penerbangan). Namun, persamaan Bernoulli menyatakan: Tekanan stagnasi = tekanan statis + tekanan dinamis Yang juga dapat ditulis,

Pemecahan yang kecepatan aliran:

Catatan: Persamaan di atas hanya berlaku untuk cairan yang dapat diperlakukan sebagai mampat. Cairan diperlakukan sebagai mampat di bawah hampir semua kondisi. Gas dalam kondisi t ertentu dapat diperkirakan sebagai mampat. Dimana, u

= kecepatan aliran harus diukur dalam (m/s);

PT

= stagnasi atau tekanan total (pascal);

Ps

= tekanan statis (pascal);

ρ

= densitas fluida (kg/m3).

Tekanan dinamis, maka, adalah perbedaan antara tekanan stagnasi dan tekanan statis. Tekanan dinamis kemudian ditentukan dengan menggunakan diafragma di dalam wadah tertutup. Jika udara di satu sisi diafragma adalah pada tekanan statis, dan yang lainnya di tekanan stagnasi, maka defleksi diafragma sebanding dengan tekanan dinamis. Di pesawat, tekanan statis umumnya diukur menggunakan port statis di sisi badan pesawat. Tekanan dinamis diukur dapat digunakan untuk menentukan kecepatan udara menunjukkan pesawat. Susunan diafragma yang dijelaskan di atas biasanya terkandung dalam indikator kecepatan udara, yang mengubah tekanan dinamis untuk pembacaan kecepatan udara dengan cara tuas mekanik.


Jika kolom cairan manometer digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan,

dimana: Δh = perbedaan ketinggian kolom (m)

g = percepatan gravitasi (m/s 2) Karena itu,

3.2.5 Persamaan Bernoulli

         −   −     − 

P +

ρv

2

+ ρgh = P +

ρv

2

+ ρgh

Karena aliran steam pada pipa horisontal maka h 1 = h2, sehingga,

P

Misalkan,

h=

maka,

h=

P v = ρg 2g

v 2g

ρ

(1)

Setiap suku dalam persamaan ini memiliki satuan energi per satuan berat (LF/F = L) atau panjang (feet, meter) dan menunjukkan suatu jenis head. Suku ketinggian z, berkaitan dengan energi potensial dari partikel dan disebut sebagai head

ketinggian.

Suku

tekanan

P/ ,

disebut

head

tekanan

dan

menunjukkanketinggian kolom fluida yang diperlukan untuk menghasilkan tekanan P. Suku Kecepatan, V2/2g, adalah head kecepatan dan menunjukkan jarak vertikal yang dibutuhkan oleh fluida untuk jatuh bebas(dengan mengabaikan gesekan) jika fluida tersebut ingin mencapai kecepatan V dari keadaan diam. Persamaan Bernoulli menyatakan bahwa jumlah dari head tekanan, head kecepatan dan head ketinggian adalah konstan sepanjang sebuah garis arus.


3.2.6 Persamaan Kontinuitas

          −     −            a v =a v v =

v

a v a

=

v

(2)

Subtitusi pesamaan (2) ke persamaan (1),

v 2g

h=

v

a a

x

=

v 1 2g

=

v a a 2g a

= 2gh

v 2g

a a

a

a

a

v = 2gh

(3)

3.2.7 Menghitung laju aliran volume

̇



V=a v

(4)

Substitusi persamaan (3) ke (4), maka,

̇     V=

a a

a a

2gh

Untuk meyederhanakan maka dibagi dengan volume menjadi,

̇    V=

2gh




, sehingga laju aliran

(5)

Substitusikan h =

  ρ

ke persamaan (5)sehingga menjadi,

̇  −    −   ̇     ∆ 2g( P

a

V=

1

ρg

a a

V=

P)

(

)

ρ

(6)

3.3 Gambar dan Spesifikasi Alat 3.3.1 Gambar Alat Uji

Keterangan : 1. Papan Peralatan

6. Baut pengunci

2. Pengukur Tekanan pada tiap titik

7. Probe untuk pengukuran tekanan

3. Pipa Pembuangan

8. Saluran air masuk

4. Katup pembuangan

9. katup

5. Venturi Tube

10. Tabung pengukur


3.3.2 Spesifikasi Alat Uji

Spesifikasi alat pengujian teorema bernoulli yang digunakan adalah sebagai berikut: 1) Fan 

Type

: Centrifugal



Kecepatan (Flow Rate) : 3 m/s

2) Driver Motor (Output)

: 150 watt

3) Tabung Manometer U 

Total Head

: 0 – 150 mm



Statis Head

: 0 – 150 mm



Velocity Head

: 0 – 150 mm

4) Duck (saluran) dan tabung venturi dengan ukuran 

Inlet

: Ø 15 mm



Outlet

: Ø 15 mm



Throat

: Ø 8 mm

3.4 Prosedur Pengujian dan Pengambilan Data

Prosedur pengujian yang digunakan adalah sebagai berikut: 1. Kontrol kecepatan aliran dan pengoperasian motor : 

Hidupkan motor



Buka control kecepatan aliran untuk mendapatkan kecepatan aliran yang diharapkan

2. Lakukan pengukuran pada : 

Overhang length ( Lo )



Total head ( ht )



Static head ( hs )



Velocity head ( hv ) dari pipa pitot



Tekanan aliran atas (inlet) pada tabung venturi



Tekanan aliran bawah (outlet) pada tabung venturi




Perbedaan tekanan ( ∆h ) dari tabung venturi pada manometer air tabung U



Tempertur udara ( T )

3.5 Contoh Tabel Pengambilan Data a. Tekanan Pada Venturi Bukaan

h1 (mm)

Δh (mm)

h2(mm)

h1(pa)

Δh (pa)

h2(pa)

Pt (mm)

Ps (Pa)

Pd (Pa)

Pt (Pa)

1/2 3/4 1,0

b. Tekanan Pada Pitot Tube Bukaan 1/2

Ps (mm)

Pd (mm)

3/4 1,0

3.6 Contoh Perhitungan 1) Contoh Perhitungan pada Pengukuran Pipa Venturi

a. Perbedaan tekanan aliran atas (h 1) dan aliran bawah (h 2) melewati pipa venturi (∆ p, kg/m2)

∆∆ ⋯ ∆ℎ    ∆ ⋯  =

.

=

/(

=

/

.

) ×…

Dengan:

∆h = perbedaan tekanan aliran atas dan aliran bawah (mmH 2O)

b. Kecepatan udara melewati pipa venturi (Vm, m/s)

   ∆ =

2. .


  ⁄     ⁄   ⋯⁄ 2 ×9,8

=

×…

…

=

Dengan:

 ⁄

∆ p

= perbedaan tekanan melewati pipa venturi (

)

γ

= massa jenis udara pada 25 ⁰C ( 1,187

)

         ⋯ 

c. Kecepatan aliran (debit) berdasarkan padaVm (Qm, m 3/s)

= .

4

.

.

= 1,06 × 0,987 × =

 

3,14 ×0,03 4

/

×…

 ⁄

Dengan:

α = koefisien aliran (1,06) ε = koefisien ekspansi (0,987)

d = diameter pipa venturi (0,008 m) d. Reynold number pada bagian dalam venturi (Rd)

   ⋯ =

= =

   ⁄ .

0,03 × … … /

Dengan:

v = kinematic viscocity udara pada temperature 25 oC (m2/s) e. Reynold number pada bagian masuk venture pada venturi (Rd)

    (

= 4

.

.

)


⁄       ⋯

… ×0,05 ( 3,14 ) .0,05 4 = … /

=

Dengan:

D = diameter ujung pipa bagian masuk (inlet) tabung venturi (0,015 m)

2) Contoh Perhitungan pada Pengukuran Pipa Pitot

  −−⋯   ⋯

a. Lokasi dan kedudukan pipa pitot (Ls, m)

=

= 100 =

Dengan:

L p = panjang total tabung pitot (100 mm) Lo = panjang over hang pada sisi masuk pipa venturi (mm) b. Tekanan dinamik tabung pitot (Pv, kg/m2)

 ℎ     ⋯  =

.

=1

/(

=

.

) ×…

/

Dengan:

hv = tinggi kecepatan (mm) c. Kecepatan udara melewati throat pipaventuri (Vd)

      ⁄       ⁄  ⋯  =

= =

2. .

2 × 9,8

×…

/

…

/


Dengan: γ = massa jenis udara pada 25 ⁰C Pv = tekanan dinamik pada throat tabung venturi (kg/m2) d. Kecepatan udara pada ujung masuk (inlet) pipa venturi (VD)

      ⁄       ⁄  ⋯  2. .

=

2 ×9,8

=

×…

/

…

=

/

Dengan:

Pv = tekanan dinamik udara luar (76 kg/m 2)

           ⋯ 

e. Kapasitas aliran berdasarkanVd (Qd, m3/s)

= . . 4 3,14 = ×0,03 4 =

×…

/

/

Dengan:

d = diameter pipaventuri (0,03 m)

           ⋯ 

f. Kapasitas aliran berdasarkan VD (QD, m3/s)

= . . 4 3,14 = .0,05 4 =

×…

/

/

Dengan:

D = diameter ujung pipa bagian masuk (inlet) tabung venturi (0,05m)


BAB IV MODUL PENGUJIAN DEFLECTION CURVED BAR

4.1 Tujuan Pengujian

Tujuan pengujian deflection curved bar ini adalah: 1. Untuk mengetahui defleksi vertikal dari bermacam – macam batang lengkung ketika mendapatkan sebuah pembebanan. 2. Untuk mengetehui defleksi horizontal dari bermacam – macam batang lengkung ketika mendapatkan sebuah pembebanan. 3. Untuk mengetahui pengaruh penambahan beban terhadap defleksi yang terjadi.

4.2 Teori Dasar 4.2.1 Definisi Defleksi

Defleksi adalah perubahan bentuk pada balok atau batang yang ditinjau dari satu dimensi akibat adanya pembebanan yang diberikan pada balok atau batang, yang biasanya dialami oleh benda yang mempunyai panjang. Sumbu sebuah batang akan terdeteksi dari kedudukannya semula bila benda dibawah pengaruh gaya terpakai. Dengan kata lain suatu batang akan mengalami pembebanan transversal baik itu beban terpusat maupun terbagi merata akan mengalami defleksi seperti yang ditunjukan pada gambar. Defleksi dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu: 1. Defleksi Vertikal (Δy)

Perubahan posisi batang atau balok arah vertikal karena adanya pembebanan yang diberikan pada batang atau balok. 2. Defleksi Horisontal (Δx) Perubahan posisi suatu batang atau balok arah horisontal karena adanya pembebanan yang diberikan pada batang atau balok.


Gambar 4.1 Defleksi

Hal-hal yang mempengaruhi terjadinya defleksi,yaitu : 1. Kekakuan batang Kekakuan adalah kemampuan suatu benda untuk mempertahankan bentuknya supaya tidak berdeformasi atau mengalami defleksi saat di beri gaya. Semakin kaku suatu batang maka lendutan batang yang akan terjadi pada batang akan semakin kecil. 2. Besarnya kecil gaya yang diberikan Besar-kecilnya gaya yang diberikan pada batang berbanding lurus dengan besarnya defleksiyang terjadi. Dengan kata lain semakin besar beban yang dialami batang maka defleksi yang terjadi pun semakin kecil. 3. Jenis tumpuan yang diberikan Jumlah reaksi dan arah pada tiap jenis tumpuan berbeda-beda. Jika karena itu besarnya defleksipada penggunaan tumpuan yang berbeda-beda tidaklah sama. Semakin banyak reaksi dari tumpuan yang melawan gaya dari beban maka defleksi yang terjadi pada tumpuan rol lebih besar dari tumpuan pin (pasak) dan defleksi yang terjadi pada tumpuan pin lebih besar dari tumpuan jepit. 4. Jenis beban yang terjadi pada batang Beban terdistribusi merata dengan beban titik, keduanya memiliki kurva defleksi yang berbeda-beda. Pada beban terdistribusi merata slope yang terjadi pada bagian batang yang paling dekat lebih besar dari slope titik. Ini karena sepanjang batang mengalami beban sedangkan pada beban titik hanya terjadi pada beban titik tertentu saja.


Macam-macam tumpuan, antara lain : a. Engsel Engsel merupakan tumpuan yang dapat menerima gaya reaksi vertical dan gaya reaksi horizontal. Tumpuan yang berpasak ini mampu melawan gayayang bekerja dalam setiap arah dari bidang.Gambar dari tumpuan engsel dapat dilihat pada gambar.

Gambar 4.2 Tumpuan Engsel b. Rol Rol merupakan tumpuan yang hanya dapat menerima gaya reaksi vertikal. Jenis tumpuan ini mampu melawan gaya-gaya dalam suatu garis aksi yang spesifik.Gambar dari tumpuan rol dapat dilihat pada gambar.

Gambar 4.3 Tumpuan Rol c. Jepit Jepit merupakan tumpuan yang dapat menerima gaya reaksi vertikal, gaya reaksi horizontaldan momen akibat jepitan dua penampang. Tumpuan jepit ini mampu melawan gaya dalam setiap arah dan juga mampu melawan suatu kopel atau momen.Gambar dari tumpuan jepit dapat dilihat pada gambar.


Gambar 4.4 Tumpuan Jepit Jenis-jenis pembebanan, Antara lain : 1. Beban terpusat Titik kerja pada batang dapat dianggap berupa titik karena luas kontaknya kecil.Gambar dari beban terpusat dapat dilihat pada gambar.

Gambar 4.5 Pembebanan Terpusat 2. Beban merata Disebut beban merata karena terdistribusi merata di sepanjang batang dan dinyatakan dalam qm (kg/m atau kN/m).Gambar dari beban merata dapat dilihat pada gambar.

Gambar 4.6 Pembebanan Terbagi Merata


3. Beban bervariasi uniform Disebut beban bervariasi uniform karena beban sepanjang batang besarnya tidak merata.Gambar dari beban bervariasi dapat dilihat pada gambar.

Gambar 4.7 Pembebanan Bervariasi Uniform

4.2.2 Perbedaan Defleksi dan Deformasi

Seperti disebutkan diatas defleksi terjadi karena adanya pembebanan vertikal dan horizontal pada balok atau batang. Sedangkan deformasi tidak hanya terjadi karena pembebanan saja, tetapi karena adanya berbagai macam perlakuan yang dialami balok atau batang. Selain itu defleksi yang terjadi pada balok hanya merubah bentuk (lendutan) pada balok tersebut, sedangkan deformasi dapat merubah bentuk dan ukuran serta volum balok tersebut. Selain itu perbedaan antara defleksi dan deformasi juga dapat dilihat berdasarkan dimensi dari batang atau balok, jika defleksi maka batangnya hanya memiliki satu dimensi (p / l ) sedangkan jika deformasi memiliki lebih dari satu dimensi (p, l, t).

Gambar 4.8 Defleksi Balok


Gambar 4.9 Deformasi Balok

4.2.3 Macam-macam Deformasi

Deformasi adalah perubahan bentuk atau ukuran objek diterapkan karena adanya gaya. Gaya ini dapat berasal dari kekuatan tarik, kekuatan tekan, geser dan torsi. Deformasi dibagi menjadi dua, yaitu: 1. Deformasi Elastis Deformasi elastis adalah perubahan yang terjadi bila ada gaya yang bekerja, serta akan hilang bila beban ditiadakan. Dengan kata lain bila beban ditiadakan, maka benda akan kembali ke bentuk dan ukuran semula. 2. Deformasi Plastis Deformasi

plastis

adalah

deformasi

yang

terjadi

akibat

adanya

pembebanan yang jika beban tersebut ditiadakan maka ukuran dan bentuk material tidak dapat kembali ke keadaan semula.


Gambar 4.10 Diagram Tegangan Regangan

Gambar diatas adalah gambar dari diagram uji tarik.Dari gambar di atas dapat kita lihat batas elastisitas (σE)dinyatakan dengan titik A. Bila bahan diberi beban sampai pada titik A, kemudian bebannya dihilangkan maka bahan tersebut akan kembali ke kondisi semula yaitu regangan “nol” pada titik O.Batas proporsional (σp) adalah titik sampai dimana penerapan hukum hooke masih bisa

ditolerir. Tidak ada standarisasi tentang nilai ini. Dalam praktek, biasanya batas proporsional sama dengan batas elastis.Deformasi plastis yaitu perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula. Pada gambar yaitu bila bahan ditarik sampai melewati batas proporsional dan mencapai daerah landing. Tegangan maksimum (σuy) sebelum bahan memasuki fase daerah landing peralihan

deformasi

elastis

ke

plastis.Tegangan

Luluh

Bawah

(σly)

adalahtegangan ratarata daerah landing sebelum benar-benar memasuki fase deformasi plastis. Bila hanya disebutkan tegangan luluh (yield stress) maka yang dimaksud adalah tegangan ini.Regangan Luluh (εy) adalah regangan permanen saat bahan akan memasuki fase deformasi plastis.Regangan Elastis (εe) Regangan yang diakibatkan perubahan elastic bahan. Pada saat beban dilepaskan regangan ini akan kembali ke posisi semula.Regangan Plastis (εp)regangan yang diakatkan 49 | Modul Praktikum Fenomena Dasar Mesin

perubahan plastis. Pada saat beban dilepaskan regangan ini tetap tinggal sebagai peerubahan permanen bahan.Regangan Total merupakan gabungan antara regangan plastis dan elastis, εT =εe+εp.Perhatikan beban dengan arah OABE.

Pada titik B regangan yang ada adalah regangan total. Ketika beban dilepaskan, posisi regangan ada pada titik E dan besar regangan yang tinggal (OE) adalah regangan plastis.Tegangan tarik maksimum pada gambar ditunjukan dengan titik C

merupakan

besar

tegangan

maksimum

yang

didapatkan

dalam

uji

tarik.Kekuatan Patah pada gambar ditunjukan dengan titik D, merupakan besar tegangan dimana beban yang diuji putus atau patah.

4.2.4 Teori Castigliano

Metode Castigliano adalah metode untuk menentukan perpindahan dari sebuah system linear-elastis berdasarkan pada turunan parsial dari prinsip persamaan energi. Konsep dasar teori yaitu bahwa perubahan energi adalah gaya dikalikan perpindahan yang dihasilkan, sehingga gaya dirumuskan dengan perubahan energi dibagi dengan perpindahan yang dihasilkan. Ada dua teorema dalam teori Castigliano, yaitu: 1. Teori Pertama Castigliano Teori ini digunakan untuk menghitung gaya yang bereaksi dalam struktur elastis, yang menyatakan: Jika energi regangan dari suatu struktur elastis dinyatakan sebagai fungsi persamaan perpindahan qi , maka turunan parsial dari energi regangan terhadap perpindahan memberikan persamaan gaya Qi. Dirumuskan dengan:

Dimana: U = energi regangan 2. Teori Kedua Castigliano Teori ini digunakan untuk menghitung perpindahan, yang menyatakan: Jika energi regangandari suatu struktur elastis dinyatakan sebagai fungsi


persamaan gaya Qi, maka turunanparsial dari energi regangan terhadap persamaan gaya memberikan persamaan perpindahan qi, searah Qi. Dirumuskan dengan:

Sebagai contoh, untuk beam kantilever lurus dan tipis dengan beban P di ujung, dan perpindahan pada ujungnya dapat ditemukan dengan teori kedua Castigliano:

Dimana, E adalah Modulus Young dan I adalah momen inersia penampang dan M(L) = P×L adalah pernyataan untuk momen pada titik berjarak L dari ujung, maka:

4.2.5 Momen

Momen adalah kecenderungan sebuah gaya untuk memutar sebuah benda disekitar sumbu tertentu dari benda tersebut. Bila didefinisikan dari persamaannya adalah hasil perkalian dari besar gaya (F) dengan jarak tegak lururs (d). M = F.d Keterangan: M = Momen (Nm) F = Gaya (N) d = jarak tegak lurus (m) Arah momen gaya tergantung dari perjanjian, misalnya searah jarum jam (CW/ClockWise) atau berlawanan arah jarum jam (CCW/Counter ClockWise) begitu pula dengan perjanjian tanda positif dan negative dari CW dan CCW.


Macam-macam momen: 1. Momen Gaya (Torsi) Perubahan gaya translasi pada sebuah benda dapat terjadi jika resultan gaya yang mempengaruhibenda tidak sama dengan nol. Jika resultan gaya adalah nol maka benda mungkin akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan. Untuk mengubah keceepatan dibutuhkan gaya. Hal ini sesuai dengan Hukum II Newton. Peristiwa yang sama juga berlaku pada gerak rotasi jika benda tersebut diberi momen gaya. Dengan adanya momen gaya maka benda akan mengalami perubahan kecepatan sudut. Momen gaya merupakan besaran vektor dan secara



matematis dituliskan: = F. r

Keterangan :



= Momen Gaya (Nm)

F = Gaya (N) r = jarak tegak lurus (m) 2. Momen Kopel Momen kopel dinotasikan dg M, satuannya Nm. Kopel adalah pasangan dua buah gaya yang sama besar berlawanan arah dan sejajar. Besarnya kopel dinyatakan denganmomen kopel (M). Momen kopel seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah merupakan besaran vektor dengan satuan Nm. Pengaruh kopel terhadap benda yaitu dapat menyebabkan banda berotasi. Formula: M = F x d.

Gambar 4.11 Momen Kopel


3. Momen Inersia Momen inersia merupakan ukuran kelebaman suatu benda untuk berotasi terhadap porosnya. Besaran ini adalah analog rotasi daripada massa. Momen inersia berperan dalam rotasi seperti massa dalam dinamika dasar, menentukan hubungan antara momentum sudut dan kecepatan sudut, sertamomen gaya dan percepatan sudut.daftar dari momen inersia dari berbagai benda dapat dilihat pada gambar di bawah. I = k. m. r 2 Keterangan: I = Momen Inersia (Kgm2) k = konstanta inersia m = massa (kg) r = jari-jari objek dari pusat massa (m)

Gambar 4.12 Momen Inersia Berbagai Bentuk 53 | Modul Praktikum Fenomena Dasar Mesin

4. Momen Bending Momen bending adalah jumlah dari semua komponen momen gaya luar yang bekerja pada segmen yang terisolasi, yaitu beban luar yang bekerja tegak lurus sepanjang sumbu axis. Sebagai contoh momen bending adalah terjadi pada rangka atap rumah.

Keterangan: M = Momen Bending (Nm) I = Momen Inersia (kgm2)



y = jarak dari sumbu netral ke permukaan benda (m) = tegangan bending (Pa)

4.3 Spesifikasi Alat

Gambar 4.13 Spesimen Uji Bahan : Baja 25,4 x 3,2 mm; E = 2 x 10 7 gr/mm Spesimen 1 : a = 75 mm; R = 75 mm; b = 75 mm Spesimen 2 : a = 0 mm; R = 150 mm; b = 0 mm Spesimen 3 : a = 0 mm; R = 75 mm; b = 75 mm Spesimen 4 : a = 150 mm; R = 0 mm; b = 150 mm Beban tergantung = 0,16 kg


4.4 Prosedur Pengujian Dan Pengambilan Data

Gambar 4.14 Sketsa Curved Bar Apparatus

Prosedur pengujian dan pengambilan data pada praktikum ini adalah sebagai berikut: 1. Spesimen (2) dipasang pada klem (1). 2. Blok (3) dikendorkan dan ditempatkan ulang jika perlu untuk menempatkan spesimen. Kunci pada posisi yang tersedia. 3. Beban (4) dipasang pada spesimen. Dial indicator (5) dan (6) ditempatkan berhubungan dengan beban (4) 4. Indikator di set terlebih dahulu sehingga menunjukkan angka nol. Pembebanan dilakukan dengan memberikan beban pada beban tergantung (4). 5. Kemudian perubahan yang terjadi dicatat. Beban ditambahkan sambil mencatat perubahan yang terjadi.


4.5 Contoh Tabel Pengambilan Data 1) Data spesimen 1 Spesimen 1 No.

Pembebanan

X 1

1

50

2

100

3

150

4

200

5

250

6

300

Y 2

X'

1

2

Y'

2

Y'

2

Y'

Σ

2) Data spesimen 2 Spesimen 2 No.

Pembebanan

X 1

1

50

2

100

3

150

4

200

5

250

6

300

Y 2

X'

1

Σ


Pembebanan

X 1

1

50

2

100

3

150

4

200

5

250

6

300

Y 2

Σ


X'

1


Pembebanan

X 1

1

50

2

100

3

150

4

200

5

250

6

300

Y 2

X'

1

Σ

4.6 Contoh Perhitungan



1) Spesimen 1

( = 75 mm, R= 75 mm, b= 75 mm, misal untuk W=50 kg ) - Defleksi Horizontal

= ……



- Defleksi Vertikal

= ……





2) Spesimen 2


= …..



- Defleksi Vertikal = ….




2

Y'



3) Spesimen 3


= …..



- Defleksi Vertikal

= …..





4) Spesimen 4


= ….. mm - Defleksi Vertikal

= …..




BAB V MODUL PENGUJIAN KONDUKTIVITAS PANAS

5.1 Tujuan Percobaan

Berikut ini merupakan tujuan dari praktikum konduksi yang telah dilakukan oleh praktikan: 1. Menghitung koefisien perpindahan panas logam dan pengaruh suhu terhadap k 2. Menganalisa mekanisme perpindahan panas konduksi tunak dan tak tunak 2. Menghitung koefisien kontak.

5.2 Teori Dasar

Kalor merupakan salah satu bentuk energi, sehingga dapat berpindah dari satu sistem ke sistem yang lain karena adanya perbedaan suhu. Kalor mengalir dari sistem bersuhu tinggi ke sistem yang bersuhu lebih rendah. Sebaliknya, setiap ada perbedaan suhu antara dua sistem maka akan terjadi perpindahan kalor. Perpindahan Kalor adalah salah satu ilmu yang mempelajari apa itu perpindahan panas, bagaimana panas yang ditransfer, dan bagaimana relevansi juga pentingnya proses tersebut. Perpindahan kalor dari suatu zat ke zat lain seringkali terjadi dalam industri proses. Konduksi adalah proses perpindahan kalor jika panas mengalir dari t empat yang suhunya tinggi ke tempat yang suhunya lebih rendah, tetapi medianya tetap. Perpindahan kalor secara konduksi tidak hanya terjadi pada padatan saja tetapi bisa juga terjadi pada cairan ataupun gas, hanya saja konduktivitas terbesar ada pada padatan. Jadi, Konduktivitas padatan > konduktivitas cairan dan gas. Pada media gas, molekul-molekul gas yang suhunya tinggi akan bergerak dengan kecepatan yang lebih tinggi daripada molekul gas yang suhunya lebih rendah. Karena adanya perbedaan suhu, molekul-molekul pada daerah yang suhunya tinggi akan memberikan panasnya kepada molekul yang suhunya lebih rendah saat terjadi tumbukan.


Pada media berupa cairan, mekanisme perpindahan panas yang terjadi sama dengan konduksi pada media gas, hanya kecepatan gerak molekul cairan lebih lambat daripada molekul gas. Tetapi jarak antar molekul pada cairan lebih pendek daripada jarak antar molekul pada fase gas. Konduksi dalam keadaan tunak atau steady state berarti bahwa kondisi, temperatur, densitas, dan semacamnya di semua titik dalam daerah konduksi tidak bergantung pada waktu. Persamaan dasar dari konsep perpindahan kalor konduksi adalah hukum Fourier. Hukum Fourier dinyatakan dengan

dimana: q = laju perpindahan kalor konduksi, Watt k = konduktivitas termal, W/m. 0C A = luas permukaan, m2



= gradien temperatur ke arah normal terhadap luas A

di mana q ialah laju perpindahan kaor dan



merupakan gradien suhu ke arah

perpindahan kalor. Kontanta positif k disebut konduktivitas atau kehantaran termal (thermal conductivity) benda yang dilalui panas tersebut. Tanda minus yang diselipkan pada persamaan tersebut bertujuan untuk memenuhi hukum kedua termodinamika yang menyatakan bahwa kalor mengalir ke tempat yang lebih rendah dalam skala suhu.

Gambar 5.1 Volume elemen konduksi satu dimensi


5.2.1 Kondisi Stedi

Perpindahan kalor konduksi stedi/tunak adalah yaitu perpindahan kalor secara konduksi (tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut) dimana sistem berada dalam kondisi setimbang atau tidak berubah terhadap waktu. Dalam konduksi tunak, setiap variabel, seperti energi dalam dan suhu sistem tetap dan tidak berubah terhadap waktu. Dalam setiap persamaan yang ada pada prinsip konduksi tunak, waktu menjadi faktor yang diabaikan dan tidak berarti.

5.2.2 Konduktivitas

Konduktivitas atau keterhantaran termal, k, adalah suatu besaran intensif bahan yang menunjukkan kemampuannya untuk menghantarkan panas. Nilai konduktivitas termal diberikan dalam tabel berikut.


Tabel 5.1 Konduktivitas termal beberapa material

(Sumber: Holman, J.P. 2010. Heat Transfer Tenth Edition)


Konduktivitas termal adalah sifat suatu bahan atau media dalam menghantarkan panas. Dengan kata lain, konduktivitas termal menunjukkan berapa cepat kalor mengalir dalam bahan tertentu. Nilai konduktivitas termal dapat diperoleh dari persamaan umum konduksi, yaitu:

dimana ΔT adalah perbedaan suhu dan x adalah ketebalan permukaan media yang

memisahkan dua suhu. Nilai konduktivitas panas didapat dari:

Konduktivitas termal dapat dijelaskan pula sebagai kuantitas panas (ΔQ) yang diteruskan pada waktu Δt mela lui ketebalan media (x), dengan luas A, dengan perbedaan suhu ΔT, pada keadaan tunak dan ketika perpindahan panas

hanya bergantung pada gradien suhu. Konduktivitas termal bergantung pada sifatsifat bahan, khususnya struktur bahan, dan suhu. Biasanya perubahan k dapat diperkirakan dengan fungsi linear, yaitu:

Pada zat padat, energi kalor dihantarkan dengan cara getaran kisi bahan. Selain itu, menurut hukum Wiedemann-Franz, konduktivitas termal zat padat mengikuti konduktivitas elektrik, dimana pergerakan elektron bebas yang terdapat pada kisi tidak hanya menghasilkan arus elektrik tapi juga energi panas. Hal ini adalah salah satu penyebab tingginya nilai konduktivitas termal beberapa jenis zat padat, terutama logam.

5.2.3 Laju perpindahan kalor konduksi tunak pada sistem berpenampang beda a. Sistem dengan media berlapis

Pada konduksi kondisi tunak (steady) dalam satu dimensi distribusi suhu konstan, suhu hanya merupakan fungsi posisi dan akumulasi sama dengan nol


(konduktivitas termal dianggap tetap) sehingga hukum Fourier dapat diintegrasi menjadi:

Namun bila konduktivitas termal berubah menurut hubungan linear dengan suhu, maka persamaannya menjadi:

Jika dalam sistem lebih dari satu macam bahan, seperti dinding lapis rangkap, analisisnya akan menjadi seperti berikut:

Gambar 5.2 Perpindahan kalor pada dinding datar lapis rangkap

Untuk gradien suhu seperti gambar diatas, laju perpindahan panasnya adalah sebagai berikut:

Aliran panas pada setiap bagian adalah sama. Jika ketiga persamaan akan diselesaikan bersamaan maka aliran kalor dapat dituliskan sebagai berikut:

Persamaan Fourier terhadap kasus ini:


Sedangkan untuk sistem radial silinder yang panjangnya sangat besar dibanndingkan dengan diameternya diasumsikan aliran kalor berlangsung pada arah radial, sehingga koordinat ruang yang kita perlukan untuk menentukan sistem itu adalah r. Luas bidang aliran kalor:

sehingga hukum Fourier menjadi:

Penyelesaian persamaan:

  −        (

=

dan tahanan termal ini:

(

)

)

(

)

=

Sedangkan untuk sistem tiga lapis, analisanya dan penyelesaiannya adalah sebagai berikut:

Gambar 5.3. Perpindahan kalor pada sistem radial/silinder lapis rangkap


Kemudian untuk sistem yang berbentuk bola dapat ditangani dalam satu dimensi apabila suhu merupakan fungsi jari-jari saja, sehingga aliran kalornya menjadi seperti berikut:

b. Sistem dengan sumber kalor

Pada sistem dinding datar dengan sumber kalor, grafik perubahan temperaturnya akan sama dengan grafik persamaan kuadrat. Pada sistem ini, aliran kalor dianggap hanya mengikuti satu dimensi saja karena dimensi di kedua arah lain dianggap cukup besar. Nilai konduktivitas termal tidak berubah terhadap perubahan suhu. Sehingga didapat persamaan umum, untuk sistem seperti ini adalah

Kemudian, dengan menentukan nilai batas dari sistem, dapat ditentukan nilai suhu pada permukaan. Seperti halnya transfer panas diinginkan, suhu di masing-masing permukaan haruslah sama sehingga terjadi distribusi suhu yang kurvanya mirip dengan kurva persamaan kuadrat. Untuk sistem yang steady state, jumlah kalor yang dibangkitkan haruslah sama dengan rugi kalor pada permukaan. Jumlah kalor yang dibangkitkan adalah Ein bentuknya kalor yang dibangkitkan dari sumber kalor dalam sistem, sedangkan rugi kalor adalah Eout adalah kalor yang terbuang dalam bentuk transfer panas secara konveksi. Dari paparan sebelumnya dapat persamaan:

Sehingga nilai laju perpindahan panas q dapat ditentukan dengan persamaan,


Pada dasarnya terdapat dua jenis silinder untuk sistem ini, silinder pejal dan silinder berlubang.Yang membedakan dari kedua nya adalah kondisi batas yang ditetapkan pada kedua sistem ini.Jika suatu silinder dengan jari-jari r, silinder dialiri oleh sumber kalor rata kesemua bagian, dengan konduktivitas termal yang tetap. Perhitungan silinder seperti ini dapat dianggap sebagai satu dimensi dengan syarat bahwa silinder ini cukup panjang sehingga kalor yang mengalir hanya akan dianggap sebagai fungsi r saja. Persamaan umum yang digunakan,

Untuk silinder pejal, kondisi batas yang digunakan adalah

Dengan Tw adalah nilai suhu permukaan, dan R adalah jari-jari dari silinder pejal. Seperti halnya sistem lain pada kondisi tunak. Kalor yang dibangkitkan akan sama dengan rugi kalor pada permukaan. Dengan kalor yang dibangkitkan adalah kalor yang dibangkitkan oleh sumber kalor, dan rugi kalor adalah kalor yang terbuang pada lingkungan secara konveksi.

Sehingga nilai laju perpindahan kalor adalah

Untuk silinder berlubang, kondisi batas yang digunakan adalah

Dalam kasus ini, berlaku sistem kesetimbangan energi pada silinder berlubang. Sama halnya dengan pada dinding datar, pada silinder berlubang


energi yang dibangkitkan akan sama dengan energi yang yang dipakai pada permukaan.

sehingga nilai laju perpindahan kalor untuk silinder berlubang adalah

Untuk sistem bola dengan sumber kalor, dengan jari-jari R mempunyai sumber kalor yang terbagi rata dan konduktivitas termalnya tetap, maka:

Gradient suhu pada permukaan bola atau ΔT merupakan perubahan suhu

terhadap posisi dan waktu. Sama hal nya dengan sistem-sistem yang ada, jumlah kalor yang dibangkitkan akan sama dengan rugi kalor yang terbuang melalui konveksi.

sehingga nilai laju perpindahan kalor adalah

5.2.4 Tahanan Kontak Termal

Apabila dua batangan padat dihubungkan maka akan terjadi tahanan kontak termal. Dua sisi batang tersebut diisolasi sehingga aliran kalor hanya terjadi pada arah aksial, yaitu searah sejajar poros. Meskipun konduktivitas termal kedua bahan berbeda, fluks kalor yang melewati bahan tersebut dalam keadaan


tunak akan sama karena sisinya diisolasi. Penurunan suhu secara tiba-tiba pada bidang B terjadi karena tahanan kontak termal.

Gambar 5.4 Profil tempertur akibat adanya tahanan kontak

Ada beberapa hal yang mempengaruhi tahanan kontak termal.Perpindahan kalor pada sambungan dapat terjadi melalui konduksi zat padat dengan zat padat pada titik singgung dan melalui gas yang terkurung pada ruang-ruang lowong yang terbentuk karena persinggungan (hal inilah yang memberikan tahanan terbesar bagi aliran kalor karena konduktivitas gas yang sangat kecil). Aliran kalor yang melintasi sambungan :

dimana Ac adalah bidang kontak ,Av adalah bidang kosong, Lg adalah tebal ruang lowong, kf adalah konduktivitas termal fluida, A adalah luas penampang total batangan. Dengan 1/hcA adalah tahanan kontak termal dan hc adalah koefisien konduktansi termal. Dengan menyelesaikan persamaan tersebut, maka diperoleh hc yaitu koefisien kontak:


5.3 Spesifikasi Alat

Specification: 1.

Insulated Chamber : polyurethane

2.

Standard disk : Dia. 30 mm Copper

3.

Test Disk : Dia. 30 mm stainless steel

4.

Head Tank : 200 x 300 x 150 mm

5.

Immersion Heater : 200 W

6.

Water Flow rate : 30 liter/min

7.

Thermo Detector : T-type Probe

8.

Multi Scanning Selector Switch: 6 points

9.

Digital Thermometer (Panel mounted)


5.4 Prosedur Pengujian Dan Pengambilan Data

Prosedur pengujian dan pengambilan data pengujian ini adalah sebagai berikut: 1.

Memeriksa jaringan air pendingin masuk dan keluar peralatan konduksi, diperiksa apakah air pendingin mengalir ke dalam alat dengan membuka kran pengontrol.

2.

Mengalirkan alir pendingin dengan laju sangat kecil.

3.

Menyalakan termometer digital

4.

Menyalakan heater pada putaran ½.

5.

Mengamati suhu tiap node 1 s/d 6 setiap 3 menit untuk unit 1, 2, dan 3.

6.

Menghentikan pengamatan apabila suhu node 10 telah tidak berubah suhunya pada 3 kali pengamatan.

5.5 Contoh Tabel Pengambilan Data 1) Debit air pendingin No. 1

t (s)

V (mL)

Q (mL/s)

Q (m3/S)

2 3

2) Temperatur tiap titik No.

t (min)

1

0

2

3

3

6

4

9

5

12

6

15

7

18

8

21

9

24

10

27

T1


T2

T3

T4

T5

T6

5.6 Contoh Perhitungan

1) Menghitung debit air Q = m/ρ.t

2) Menghitung konduktivitas termal bahan (k.A.dT/dx)acuan rata-rata = (k.A.dT/dx) bahan yang diuji 3) Menghitung panas yang dipindah Q = k.A.dT/dx


DAFTAR PUSTAKA

en.wikipedia.org. Bernoulli’s Principle. Diunduh pada tanggal 25 Mei 2016. en.wikipedia.org. Pitot Tube. Diunduh pada tanggal 25 Mei 2016. en.wikipedia.org. Venturi Effect . Diunduh pada tanggal 25 Mei 2016. Haryo R.M., dkk. 2014. Laporan Praktikum Laboratorium Fenomena Dasar Mesin. Teknik Mesin Universitas Brawijaya, Malang. Holman, J.P. 1997. Perpindahan Kalor, edisi keenam. Jakarta: Erlangga. Incropera, Frank P. And David P. DeWitt. 2005. Heat and Mass Transfer. Singapore: John Wiley & Sons Pte. Purnama, Citra Siti, dkk. 2013. Laporan Praktikum POT Konduksi. Teknik Kimia Universitas Indonesia, Depok. Yogi Wibisono Budhi. Modul Fan Sentrifugal. Teknik Kimia ITB, Bandung.


Modul Praktikum Fenomena Dasar Mesin

Recommend Documents