LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA
PENENTUAN KEHILANGAN HEAD ALIRAN DALAM PIPA LURUS (hf)
Oleh: Niken Sri Wah!nin"#ih A$H%$&%'
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIERSITAS *ENDERAL SOEDIRMAN FAKULTAS FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO '%$+
I, PENDAHULUAN A, La-ar .elakan"
Dalam suatu aliran fluida dalam saluran tertutup, baik itu jenis aliran laminer maupun turbulen, pasti mengalami kerugian head. Faktor-faktor yang diperhitungkan tidak hanya kecepatan dan arah partikel, tetapi juga pe ng aruh kekentalan (viscosity) yang menyebabkan gaya geser antara partikel partikel zat cair dan juga antara zat cair dan dinding batas. erak zat cair tidak mudah diformulasikan secara matematik, sehingga diperlukan anggapan-anggapan dan percobaan-percobaan untuk mendukung penyelesaian secara teoritis. !elaksanaan praktikum mengenai bilangan "eynold ternyata tidak hanya sampai disitu saja. #lmu pengetahuan merupakan suatu jalan untuk menganalisis berbagai kejadian. !erkembangan ilmu pengetahuan dimaksudkan mengefisienkan segala bentuk kegiatan disegala bidang. !engamatan yang dilakukan mengenai bilangan "eynold bisa dilanjutkan untuk menentukan head kerugian. ., T!/!an
$ujuan dari praktikum ini adalah untuk menghitung kehilangan head pada pipa (hf).
II, TIN*AUAN PUSTAKA
%ead kerugian adalah head untuk mengatasi kerugian-kerugian yang terdiri atas head kerugian gesek didalam pipa-pipa dan head kerugian di dalam belokan belokan, reduser, katup-katup, dan sebagainya. ($im !enyusun, &') %ead loss dapat terjadi karena* . esekan antara fluida dan dinding pipa. &. Friksi antara sesama partikel pembentuk fluida tersebut. +. $urbulensi yang diakibatkan saat aliran di belokkan arahnya atau hal lain seperti misalnya perubahan akibat komponen perpipaan ( valve, flow reducer , atau kran). ehilangan karena friksigesekan adalah bagian dari total headloss yang terjadi saat aliran fluida meleati suatu pipa lurus. Headloss pada suatu fluida pada umumnya berbanding lurus dengan panjang pipa, nilai kuadrat dari kecepatan fluida dan nilai friksi fluida yang disebut faktor friksi, dan juga nilai headloss berbanding terbalik dengan diameter pipa. /liran fluida riil akan mengalami kehilangan energi (head, hl), yang terdiri dari kehilangan head karena gesekan pipa (hf) dah kehilangan head minor (hi). ehilangan %ead 0inor disebabkan oleh hambatan karena adanya perubahan diameter pipa, sambungan, katup (valve), belokan (elbow), percabangan dan sebagainya. (!anduan !raktikum, &'&) 1atuan head loss adalah satuan panjang yang setara dengan satu satuan energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu satuan massa fluida setinggi satu satuan panjang yang bersesuaian. 2erdasarkan lokasi timbulnya kehilangan,
secara umum kehilangan tekanan akibat gesekan atau kerugian ini dapat digolongkan menjadi & yaitu* kerugian major dan kerugian minor. erugian major disebut juga kehilangan energi primer atau kehilangan energi akibat gesekan. erugian major biasa terjadi pada pipa lurus berdiameter konstan. 3adi %ead loss mayor dapat dinyatakan sebagai kerugian tekanan aliran fluida berkembang penuh melalui pipa penampang konstan. erugian minor disebut kehilangan energi sekunder atau kehilangan energi akibat perubahan penampang dan aksesoris lainnya. 0isalnya terjadi pada pembesaran penampang (expansion), pengecilan penampang (contraction), dan belokan atau tikungan. ($riatmodjo, 44+) Dalam keadaan turbulen, peralihan aliran laminar untuk aliran dalam pipa (saluran tertutup), telah dikembangkan rumus Darcy 5eisbach yaitu *
%f 6 f l .v
Dimana *
2
%f 6 kehilangan energy akibat gesekan f 6 factor gesekan l 6 panjang pipa (m) v 6 percepatan gravitasi (ms&) D 6 diameter pipa (m)
7ilai f dipengaruhi bilangan "eynold ("e) dan kekasaran relative dinding pipa (ea).untuk menetapkan nilai f, harus diperhatikan kondisi berikut *
. alau "e 8 &'', aliran tersebut dinamakan aliran laminar dan nilai f
64
ditetapkan dengan persamaan %agen-!oiseulle f 6 2. alau
ed
kecil
(dinding
pipa
ℜ
licin) tetapi
.
"e9
&'',
alirannya
disebut‘hydraulically smooth”atau“turbulent smooth”. +. alau "e 9 :''' atau ed besar, alirannya disebut aliran turbulent rought. :. 3ika aliran berada antara kondisi & dan + maka aliran tersebut disebut aliran transisi. 2erdasarkan kondisi diatas, nilai f ditetapkan dengan rumus yang sesuai dengan jenis aliran tersebut seperti pada table berikut * $abel . "umus penetapan f berdasarkan jenis aliran fluida *
3enis /liran . ;aminar
"umus !enetapan f
isaran "e "e 8 &''
64 ℜ
F 6 ',+< "e ',&
&. a. %idroucally smooth b. $urbulent smooth
"e 9 &''
lf 6 ,:-& log ' ("e ',= lf
+. $ransisi
6
,:-&
√ f )-
log' &'' 8 "e 8 :'''
e 9,35 + D ℜ √ f %ydroucally
tought
atau lf 6 ,:-& log '
holly rough
( ) D e
"e 9 :'''
7ilai koefisien juga dapat diperoleh dengan menggunakan diagram 0oody atau secara empiris dengan formula Darcy dan %azen 5illiam.
. !ersamaan 0anning 2 10,29 n L 5,333 %f 6 >& d &. !ersamaan %azen-5illiam 10,27 L
%f 6
Dimana * n
1,852
CHW
d
4,87
>,=&
6 koefisien 0anning
?%5 6 koefisen %azen-5illiam @ntuk jenis pipa !A? koefisien %azen-5illiam sebesar ' dan koefisien manning sebesar ',''=. ($im !enyusun, &')
III,
METODOLOGI A, Ala- 0an .ahan /lat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah*
a. b. c. d. e.
1elang !enggaris 1topatch /lat penguji $empat penampungan air
2ahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah
：
a. /ir b. $inta ., 1ara Ker/a ;angkah-langkah yang dilakukan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut* . 0enghitung faktor gesekan (f) pada masing-masing aliran. &. Dengan menggunakan data hasil praktikum ##, dihitung kerugian head aliran
pada pipa lurus (hf).
I,
HASIL DAN PEM.AHASAN
A, Ha#il
Data hasil praktikum t 6 sekon t& 6 ' sekon "e (untuk sekon) 6 B,&= "e& (untuk ' sekon) 6 <,< v 6 ',=B ms v& 6 ',B4 ms !enghitungan * 64
F 6
7,28
6 =,B4
2
l .v %f 6 f D .2 g 0,87 ¿ ¿ ¿2
6
8,79.1,5. ¿ ¿
8,79.1,5. 0,76
6
24,92.10
−2
2
10,02. 10
6
24,92
6 :',& 64
F& 6
6 4,<=
6,61
2
l .v %f & 6 f & D .2 g 0,79 ¿ ¿ ¿2
6
9,68. 1,5. ¿ ¿
9,68.1,5. 0,62
6
−2
24,92. 10 2
9,06.10
6
24,92
6 +<,+<
,
KESIMPULAN DAN SARAN A, Ke#i23!lan . %ead kerugian adalah head untuk mengatasi kerugian-kerugian yang terdiri
atas head kerugian gesek didalam pipa-pipa dan head kerugian di dalam belokan-belokan, reduser, katup-katup, dan sebagainya. 2 l .v &. 0enghitung head loss menggunakan rumus %f 6 f D .2 g +. !ada percobaan pertama dengan t 6 sekon, v 6 ',=B ms, D 6 ,&B. ' -& m, l 6 , m, f 6 =,B4 menghasilkan %f sebesar :',&. !ada percobaan kedua
dengan t 6 ' sekon, v 6 ',B4 ms, D 6 ,&B. ' -& m, l 6 , m, f 6 4,<= menghasilkan %f sebesar +<,+<. ., Saran !ada praktikum !enentuan ehilangan %ead /liran dalam !ipa ;urus (hf)
ini berjalan dengan lancar, alaupun banyak praktikan yang telat dan hasil penghitungan aalnya banyak yang berbeda dengan teman sekelompok dan datanya berbeda dengan kelompok lain, sehingga harus dihitung kembali. @ntuk praktikum berikutnya diharapkan para asisten praktikum lebih tegas dalam menghimbau praktikan agar tidak telat.
