Paper_Manometer.docx

LABORATORIUM MEKANIKA FLUIDA

LABORATORIUM MEKANIKA FLUIDA

PRODI TEKNIK PERMINYAKAN

PRODI TEKNIK PERMINYAKAN

AKADEMI MINYAK DAN GAS BALONGAN

AKADEMI MINYAK DAN GAS BALONGAN

INDRAMAYU

INDRAMAYU

2017

2017

PENGARUH TEKANAN HIDROSTATIS TERHADAP

PENGARUH TEKANAN HIDROSTATIS TERHADAP

MANOMETER

MANOMETER

The effect of hidrostatis preasure on the

The effect of hidrostatis preasure on the manometer

manometer

Zida Idhum Ma’rifa

Zida Idhum Ma’rifa, Andyni Oktaviani Dewi, Elsa , Andyni Oktaviani Dewi, Elsa Salsabila, Faisal Akbar Ghazali, Muhammad BusrolSalsabila, Faisal Akbar Ghazali, Muhammad Busrol Karim, Nanda Setyorini Putri Santoso

Karim, Nanda Setyorini Putri Santoso 150300o9

150300o9

Kelompok110mekflud@gmail.com Kelompok110mekflud@gmail.com Praktikum

Praktikum : : Sabtu, Sabtu, 10 10 Juni Juni 20172017 Pengumpulan

Pengumpulan : Minggu, : Minggu, 11 Juni 11 Juni 20172017 Asisten

Asisten : : Agni Agni Ahmad Ahmad Lutfi Lutfi ( ( 14010048 14010048 )) Aliy Ahmad Kenthona ( 14010010 ) Aliy Ahmad Kenthona ( 14010010 ) Dheadela Putri Rahayu ( 14030018 ) Dheadela Putri Rahayu ( 14030018 ) Dhimas Indragunawan ( 14010131 ) Dhimas Indragunawan ( 14010131 ) Fathan Kariman ( 14010104 )

Fathan Kariman ( 14010104 ) Gusty Teja Kusuma ( 14010211 ) Gusty Teja Kusuma ( 14010211 )

Khairunisa Nuriza Rahmi ( 14030036 ) Khairunisa Nuriza Rahmi ( 14030036 ) Muhamad Dzaki Waliyyuddin ( 14030011 ) Muhamad Dzaki Waliyyuddin ( 14030011 ) Muhamad Yusril Mirza Geofani ( 14030065 ) Muhamad Yusril Mirza Geofani ( 14030065 ) Muhammad Zaenal Abidin ( 14010103) Muhammad Zaenal Abidin ( 14010103) Nasyiatul Aisyah (14030072 )

Nasyiatul Aisyah (14030072 ) Umul Qodriyah (14030001) Umul Qodriyah (14030001)

Yusian Kayetanus Kasiwalli ( 14010258 ) Yusian Kayetanus Kasiwalli ( 14010258 )

 Abstrak  Abstrak

(indo)Pada percobaan kali ini menerangkan tentang bagaimana prinsip dan cara menggunakan (indo)Pada percobaan kali ini menerangkan tentang bagaimana prinsip dan cara menggunakan manometer. Kita tau bahwa manometer adalah alat untuk mengukur tekanan dari fluida yang manometer. Kita tau bahwa manometer adalah alat untuk mengukur tekanan dari fluida yang terbuat dari bahan kaca atau bagan yang mudah pecah oleh karena itu kita harus hati-hati dalam terbuat dari bahan kaca atau bagan yang mudah pecah oleh karena itu kita harus hati-hati dalam mengunakannya. Di dalam percobaan kita diajarkan dan bisa tahu bagaimana menentukan titik mengunakannya. Di dalam percobaan kita diajarkan dan bisa tahu bagaimana menentukan titik datum pada manometer dan juga kita mampu mengamati perubahan ketinggian fluida saat di datum pada manometer dan juga kita mampu mengamati perubahan ketinggian fluida saat di masukan kedalam manometer dan perubahannya secara perlahan akibat adanya perbedaan massa masukan kedalam manometer dan perubahannya secara perlahan akibat adanya perbedaan massa jenis dari fluida tersebut. Manometer merupakan alat yang di gunakan untuk menghitung tekanan jenis dari fluida tersebut. Manometer merupakan alat yang di gunakan untuk menghitung tekanan suatu fluida. Setiap fluida memiliki massa jenis yang

suatu fluida. Setiap fluida memiliki massa jenis yang berbeda-beda oleh karenanya saat dua fluida berbeda-beda oleh karenanya saat dua fluida didi masukan kedalam manometer akan mengalami perubahan ketinggian kolom fluida di karenakan masukan kedalam manometer akan mengalami perubahan ketinggian kolom fluida di karenakan perbedaan massa jenis dari fluida tersebut. Manometer zat cair merupakan manometer jenis perbedaan massa jenis dari fluida tersebut. Manometer zat cair merupakan manometer jenis terbuka. Pada manometer zat cair terdapat pipa U yang memiliki satu ujung tabung terbuka dan terbuka. Pada manometer zat cair terdapat pipa U yang memiliki satu ujung tabung terbuka dan satu ujung tabung tertutup. Cairan dalam tabung yang digunakan pada percobaan kali ini adalah satu ujung tabung tertutup. Cairan dalam tabung yang digunakan pada percobaan kali ini adalah minyak dan

minyak danaquadest aquadest . Manometer ini digunakan karena tekanan udara yang diukur sangatlah besar. Manometer ini digunakan karena tekanan udara yang diukur sangatlah besar sehingga tidak mungkin menggunakan manometer zat cair karena hanya dapat mengukur tekanan sehingga tidak mungkin menggunakan manometer zat cair karena hanya dapat mengukur tekanan kurang dari

kurang dari atau sama atau sama dengan dengan 1 atmosfer.1 atmosfer.

Tekanan aktual yang terjadi pada posisi suatu sistem

Tekanan aktual yang terjadi pada posisi suatu sistem

yang diukur disebut tekanan absolut (

dan mengindikasikan adanya perbedaan antara tekanan absolut dan tekanan atmosfer. Perbedaan

dan mengindikasikan adanya perbedaan antara tekanan absolut dan tekanan atmosfer. Perbedaan

ini disebut tekanan pengukuran (

ini disebut tekanan pengukuran (

 gauge pressure

 gauge pressure).

).

(English)

(English)

In this experiment explains how the principle and how to use the manometer. We know

In this experiment explains how the principle and how to use the manometer. We know

that the manometer is a tool to measure the pressure of a fluid made of glass or a fragile chart so

that the manometer is a tool to measure the pressure of a fluid made of glass or a fragile chart so

we must be careful in using it. In the experiment we are taught and can know how to determine

we must be careful in using it. In the experiment we are taught and can know how to determine

the datum point in the manometer and also we are able to observe the fluid height change as it is

the datum point in the manometer and also we are able to observe the fluid height change as it is

input into the manometer and its change slowly due to the difference of density of the fluid.

input into the manometer and its change slowly due to the difference of density of the fluid.

Manometer is a tool used to calculate the pressure of a fluid. Each fluid has a different type of

Manometer is a tool used to calculate the pressure of a fluid. Each fluid has a different type of

mass therefore when the two fluids fed into the manometer will change the fluid column height

mass therefore when the two fluids fed into the manometer will change the fluid column height

due to the difference of the density of the fluid. The liquid manometer is an open-type

due to the difference of the density of the fluid. The liquid manometer is an open-type

manometer. In the liquid manometer there is a U pipe having one end of the open tube and one

manometer. In the liquid manometer there is a U pipe having one end of the open tube and one

end of the tube closed. The fluids in the tubes used in this experiment are oil and aquadest. This

end of the tube closed. The fluids in the tubes used in this experiment are oil and aquadest. This

manometer is used because the air pressure measured is so large that it is impossible to use a

manometer is used because the air pressure measured is so large that it is impossible to use a

liquid manometer because it can measure pressure less than or equal to 1 atmosphere. The actual

liquid manometer because it can measure pressure less than or equal to 1 atmosphere. The actual

 pressure

 pressure occurring

occurring at

at the

the position

position of

of a

a measured

measured system

system is

is called

called absolute

absolute pressure,

pressure, which

which is

is

measured relative to the absolute vacuum. But most pressure gauges are calibrated so that

measured relative to the absolute vacuum. But most pressure gauges are calibrated so that

atmospheric pressure is zero, and indicates a difference between absolute pressure and

atmospheric pressure is zero, and indicates a difference between absolute pressure and

atmospheric pressure. This difference is called the measurement pressure (gauge pressure).

atmospheric pressure. This difference is called the measurement pressure (gauge pressure).

1

1 TUJUANTUJUAN 1.

1. Mengetahui fungsi Tabung Manometer.Mengetahui fungsi Tabung Manometer. 2.

2. Mengetahui cara menggunakan Tabung Manometer.Mengetahui cara menggunakan Tabung Manometer. 3.

3. Mengetahui prinsip kerja Manometer Tabung U.Mengetahui prinsip kerja Manometer Tabung U. 4.

4. Menghitung tekanan hidrostatis pada suatu zat cair.Menghitung tekanan hidrostatis pada suatu zat cair. 5.

5. Mengetahui cara menentukanMengetahui cara menentukan Datum LineDatum Line

2

2  ALAT DAN BAHAN ALAT DAN BAHAN

Alat yang digunakan pada percobaan Manometer adalah : Alat yang digunakan pada percobaan Manometer adalah :



 ManometerManometer

Gambar 1.1

Manometer yang digunakan terbuat dari kaca digunakan ketika ingin mencari titik datum line.

Bahan yang digunakan pada percobaan kali ini adalah   Aquadest 

Gambar 1.2 Aquadest

 Aquadestbahan yang digunakan ketika ingin mencari ketinggian dari suatu fluida dan sebagai acuan untuk mencari tekanan di manometer

 Minyak

Gambar 1.3Minyak

Minyak yang berbahan cairan digunakan ketika ingin mencari ketinggian dari suatu fluida dan sebagai acuan untuk mencari tekanan.

3 DASAR TEORI  Manometer

Manometer adalah suatu alat pengukur tekanan yang mengukur perbedaan tekanan

suatu titik tertentu dengan tekanan atmosfer (tekanan terukur) atau perbedaan tekanan

antara dua titik. Jenis Manometer yang paling bersejarah yaitu manometer yang memiliki

kolom cairan. Manometer yang paling sederhana yaitu manometer yang memiliki dua

kolom, apabila diibaratkan manometer tersebut berbentuk U, yaitu manometer yang

memiliki kolom cairan. Manometer yang paling sederhana yaitu manometer yang

memiliki dua kolom, apabila diibaratkan manometer tersebut berbentuk U, dimana kolom

dari manometer tersebut diisi oleh cairan., dimana pengukuran dilakukan pada satu sisi

tabung yang lainnya.

 Pendapat Para Ahli

Tekanan udara yang bekerja dipermukaan bumi menekan setiap benda yang ada

dipermukaan bumi dari segala arah, hal ini berlaku sama dengan di dalam air. Alat untuk

mengukur tekanan udara disebut barometer. Barometer sederhana terdiri dari sebuah

tabung panjang yang diisi dengan air raksa. Tabung ini posisinya dibalik di dalam sebuah

 bejana sehingga air raksa akan turun pada ketinggian tertentu sampai tercapai

kesetimbangan gaya tekanan udara luar dengan berat kolom air raksa. Barometer yang

demikian disebut barometer Torricelli karena pertama kali diselidiki oleh seorang ahli

fisika dari Italia, yaitu

Evangelista Torricelli.

 Faktor Yang Mempengaruhi Tekanan Udara

Faktor-faktor yang memengaruhi tekanan udara adalah sebagai berikut.

a). Tinggi Rendahnya Tempat

Semakin tinggi suatu tempat, lapisan udaranya semakin tipis dan semakin

renggang, akibatnya tekanan udara semakin rendah.Tekanan udara di suatu tempat pada

umumnya dipengaruhi oleh penyinaran matahari. Daerah yang banyak mendapat sinar

matahari mempunyai tekanan udara rendah dan daerah yang sedikit mendapat sinar

matahari mempunyai tekanan udara tinggi.

Tekanan udara pada suatu tempat berubah sepanjang hari. Alat pencatat tekanan

udara dinamakan barograf. Pada barograf tekanan udara sepanjang hari tergores pada

kertas yang dinamakan barogram. Bila hasilnya dibaca secara teliti, maka tekanan udara

tertinggi terjadi pada pukul 10.00 (pagi) dan pukul 22.00 (malam) dan tekanan rendah

terjadi pada pukul 04.00 (pagi) dan pukul 16.00 (sore).

b). Temperatur

Jika temperatur udaranya tinggi, maka volume molekul udara berkembang,

sehingga tekanan udara menjadi rendah, sebaliknya jika temperatur udara menjadi kecil,

maka tekanan udara menjadi tinggi.

 Prinsip Kerja Manometer

Manometer merupakan alat yang sering digunakan untuk mengukur sifat-sifat

fluida seperti massa jenis, tekanan,

head

tekanan yang dimilik masing-masing fluida yang

 bersifat homogen. Berikut merupakan prinsip kerja Manometer :

Gambar 1 Prinsip Kerja Manometer

(Sumber :

http://www.google.com/Prinsip_Kerja_Manometer.com

)

Keterangan gambar :

a. Gambar a, merupakan gambar sederhana manometer U yang diisi cairan

setengahnya, dengan kedua ujung tabung terbuka berisi cairan setengahnya,

dengan kedua ujung tabung terbuka berisi cairan sama tinggi, sementara itu ;

 b. Gambar b, bila tekanan positif diterapkan pada salahhsatu sisi kaki tabung

cairan ditekan ke bawah pada kaki tabung tersebut dan naik pada sisi tabung

lainnya. Perbedaan ketinggian “h” merupakan penjumlahan hasil pembacaan

di atas dan di bawah angka nol yang menunjukan adanya tekanan sementara

itu;

c. Gambar c, bila keadaan vakum diterapkan pada satu sisi kaki tabung cairan

akan meningkat pada sisi tersebut dan cairan akan turun pada sisi lainnya.

Perbedaan ketinggian “h” merupakan hasil penjumlahan pembacaan di atas

dan di bawah nol, yang menunjukan jumlah tekanan vakum.

 Tekanan Hidrostatis

Tekanan pada zat cair yang diam sesuai namanya (hidro = air dan statis : diam)

atau lebih lengkapnya tekanan hidrostatis didenifisikan sebagai tekanan yang diberikan

oleh cairan pada kestimbangan karena pengaruh gaya gravitasi.

Gambar 2 Benda dalam Bejana (Sumber :

http://www.google.com

)

Hukum tekanan Hidrostatis berlaku jika zat cair d alam keadaan diam tidak

mengalir, dimana :

= . g . h

(

1)

Dimana

:

P

h

= Tekanan Hidrostatis (Pa)

= Densitas Fluida (Kg.m

-3

)

g

= Percepatan Gravitasi (9,8 m.s

-2

)

h

= Kedalaman Fluida (m)



Pressure H ead

(

H ead

Tekanan)

Dalam Mekanika Fluida

head

tekanan adalah energi internal dari cairan karena

tekanan yang diberikan pada dasar wadah dari cairan tersebut atau bisa diartikan bahwa

head

tekanan menyatakan tinggi suatu kolom fluida, dimana fluida dituju bernilai

homogen atau sejenis yang akan menghasilkan kekuatan tekanan tertentu. Berikut

merupakan

 Pressure Head

(

 Head

Tekanan) :

Gambar 3

H ead

Tekanan pada Masing-Masing Fluida (Sumber :

http://wwwgoogle.com

) Head Tekanan Oli Head Tekanan  Air 

 Sifat-Sifat Fluida

Sejauh yang kita ketahui, fluida adalah gugusan yang tersusun atas

molekul-molekul dengan jarak pisah yang besar untuk gas dan kecil untuk zat cair.

Molekul-molekul itu tidak terikat pada suatu kisi, melainkan saling bergerak bebas terhadap satu

sama lain. Berikut sifat-sifat fluida :

1. Rapat Massa, Berat Jenis dan Rapat Relatif

Rapat massa (ρ) adalah ukuran konsentrasi massa zat cair dan dinyatakan dalam

 bentuk massa (m) persatuan

volume

 (V).

………..

(2)

Dimana

:

 p

= Densitas (kg.m

-3

)

M

= massa (kg)

V

=

volume

 (m

3

)

Rapat massa air (ρ air) pada suhu 4

o

C dan pada tekanan atmosfer (atm)

adalah 1000 kg/m

3

. Berat jenis (g) adalah berat benda persatuan volume pada

temperatur dan tekanan tertentu, dan berat suatu benda adalah hasil kali antara rapat

massa (ρ) dan percepatan gravitasi (

g ).

2

………...

(3)

Dimana

:

γ

= berat jenis ( N/m

3

)

ρ

= rapat massa (kg/dt

2

)

g

= percepatan gravitasi (m/dt

2

)

Rapat relatif (s) adalah perbandingan

antara rapat massa suatu zat (ρ) dan

rapat massa air (γ air), atau perbandingan antara berat jenis suatu zat (ρ) dan berat

 jenis air (γ air). Rapat relatif (

s

) adalah perbandingan antara rapat massa suatu zat (ρ)

dan rapat massa air (ρ air), atau perbandingan antara berat jenis suatu zat (γ) dan berat

 jenis air (γ air).

Karena pengaruh temperatur dan tekanan pada rapat massa zat cair sangat

kecil, maka dapat diabaikan sehingga rapat massa zat cair dapat dianggap tetap.

2. Kekentalan (

viscocity 

)

Kekentalan adalah sifat dari zat cair untuk melawan tegangan geser (τ) pada

waktu bergerak atau mengalir. Kekentalan disebabkan adanya kohesi antara partikel

zat cair sehingga menyebabkan adanya tegangan geser antara molekulmolekul yang

 bergerak. Zat cair ideal tidak memiliki kekentalan.

Kekentalan zat cair dapat dibedakan menjadi dua yaitu kekentalan dinamik (µ)

atau kekentalan

absolute

dan kekentalan kinematis (ν).

Dalam beberapa masalah mengenai gerak zat cair, kekentalan dinamik

dihubungkan dengan kekentalan kinematik sebagai berikut:

...(5)

2. Kemampatan (

Compressibility 

)

Merupakan perubahan

volume

karena adanya penambahan zat atau perubahan

tekanan, yang ditujukan oleh perbandingan antara perubahan tekanan dan perubahan

volume

terhadap

volume

awal. Perbandingan tersebut dikenal dengan modulus

elastisitas (k).

...(6)

Dalam hal ini, fluida bisa dibagi menjadi

compressible fluid 

  dan

incompressible fluid 

. Secara umum, cairan bersifat

compressible  sedangkan gas

 bersifat

incompressible. Kemampuan suatu fluida untuk bisa dikompresi biasanya

dinyatakan dalam

bulk compressibility  modulus. Istilah

compressible fluid 

  dan

incompressible fluid 

  hendaknya dibedakan dengan istilah compressible flow dan

incompressible flow.

Compressible flow adalah aliran dimana densitas fluidanya tidak

 berubah didalam medan aliran (

 flow field 

), misalnya aliran air. Sedangkan

incompressible flow adalah aliran dimana densitas fluidanya berubah didalam medan

aliran, misalnya aliran udara.

3. Tegangan Permukaan (

 Surface Tension

)

Molekul-molekul pada zat cair akan saling tarik-menarik secara seimbang

diantara sesamanya dengan gaya berbanding lurus dengan massa (m) dan berbanding

trebalik dengan kuadrat jarak (r) antara pusat massa.

...(7)

Dengan

:

F

= Gaya Tarik-menarik (N)

5. Kapilarita

s

Kapilaritas terjadi akibat adanya gaya kohesi dan adhesi antar molekul, jika

kohesi lebih kecil dari pada adhesi maka zat air akan naik dan sebaliknya

 ji ka leb ih besar maka zat cair akan turun. Kenaikan atau penurunan zat cair di dalam

suatu tabung dapat dihitung dengan menyamakan gaya angkat yang dibentuk oleh

Gambar 4 Kenaikan dan Penurunan Kapilaritas (a. Kenaikan ; b. Penurunan)

(Sumber :

http://www.google.com/K apilaritas

)

Secara matematis digambarkan sebagai berikut

:

... (8)

Dimana

:

h

= Kenaikan atau penurunan zat cair (m)

6.

Pressure

atau Tekanan

Tekanan dibagi menjadi dua yaitu tekanan

absolute

dan alat ukur tekanan yaitu

 pressure gauge.

7. Tegangan permukaan (surface tension )

Molekul-molekul pada zat cair akan saling tarik menarik secara seimbang

diantara sesamanya dengan gaya berbanding lurus dengan massa (m) dan berbanding

terbalik dengan kuadrat jarak (r) antara pusat massa.

... (9)

Dengan

:

F

= gaya tarik menarik

m

= massa molekul 1 dan 2

r

= jarak antar pusat massa molekul.

Jika zat cair bersentuhan dengan udara atau zat lainnya, maka gaya tarik

menarik antara molekul tidak seimbang lagi dan menyebabkan molekul-molekul pada

 permukaan zat cair melakukan kerja untuk tetap membentuk permukaan zat cair.

Kerja yang dilakukan oleh molekul-molekul pada permukaan zat cair tersebut

dinamakan tegangan permukaan (s). Tegangan permukaan hanya

 bekerja pada bidang permukaan dan besarnya sama di semua titik.

Temperatur (suhu), panas spesifik (specific heat), konduktivitas termal, dan

koefisien ekspansi termal: Panas spesifik adalah jumlah energi panas yang diperlukan

untuk menaikkan satu satuan massa sebesar satu derajat. Konduktivitas termal

menunjukkan kemampuan fluida untuk menghantarkan (mengkonduksikan) panas.

Sedangkan koefisien ekspansi termal menghubungkan antara temperatur dan densitas

 pada tekanan konstan.

 Jenis

 _– 

 jenis Manometer

Beberapa macam manometer sebagai berikut :

1. Manometer zat cair

Manometer zat cair biasanya merupakan pipa kaca yang berbentuk U yang

 berisi raksa. Keuntungan dari jenis manometer zat cair adalah Sederhana dan murah,

 perawatannya mudah, ketelitiannya cukup bagus. Adapun kelemahan dari manometer

zat cair adalah kebanyakan terbuat dari kaca, maka mudah pecah, dalam operasinya

memerlukan pengaturan posisi, hanya cocok untuk fluida tertentu, tidak dapat dipakai

untuk tekanan dinamik. Manometer jenis ini dibedakan menjadi manometer raksa

ujung terbuka dan manometer raksa ujung tertutup.

a. Manometer raksa ujung terbuka

Manometer raksa ujung terbuka digunakan untuk mengukur tekanan gas

dalm ruang tertutup bila tekanannya sekitar 1 atmosfer. Pada pipa U berisi air raksa,

 pada salah satu ujungnya dihubungkan dengan ruangan yang akan diukur

tekanannya, sedangkan ujung yang lain berhubungan dengan udara luar. Sebelum

digunakan, permukaan raksa pada kedua pipa U adalah sama tinggi. Setelah

dihubungkan denagn ruang yang akan diukur tekanannya, maka permukaan raksa

 pada kedua pipa menjadi tidak sama tingginya. Jika tekanan gas ruangan tertutup

lebih besar dari pada tekanan udara luar, maka akan mendorong raksa dalam pipa U.

Permukaan raksa pada pipa terbuka lebih tinggi dari pada permukaan raksa pada

 pipa yang berhubungan dengan ruangan tertutup. Misalkan selisih tinggi raksa

adalah ∆h, maka tekanan ruangan sebesar 

P = Bar + ∆h

(10)

Jika tekanan dalam gas ruangan tertutup lebih rendah dari pada tekanan

udara luar, maka permukaan raksa pada pipa yang berhubungan dengan ruang

tertutup. Misalkan selisih tinggi raksa adalah ∆h, maka tekanan gas dalam ruangan

sebesar

P = Bar × ∆h

  (11)

Keterangan

:

b. Manometer raksa ujung tertutup

Manometer ini pada prinsipnya sama dengan manometer raksa ujung

terbuka, tetapi digunakan untuk mengukur tekanan ruangan lebih dari 1 atmosfer.

Persamaan yang digunakan pada manometer tertutup adalah

P

2 =

(P

1

+ ∆h)

(12)

Keterangan

:

P

1

= Tekanan udara mula-mula dalam pipa

P

2

= Besarnya tekanan udara yang diukur

∆

h

= Selisih tinggi permukaan

2. Manometer logam

Manometer logam digunakan untuk mengukur gas atau uap tekanan yang sangat

tinggi. Misalnya tekanan gas dalam ketel uap, juga seperti uap dalam pembangkit listrik

tenaga uap. Di masyarakat secara umum alat ini digunakan untuk memeriksa tekanan

udara dalam ban oleh para penambal ban. Manometer yang banyak dipakai ialah

Manometer

 Bourdon

.

 Manometer Dalam Dunia Migas

Manometer adalah alat yang digunakan secara luas pada audit energi untuk

mengukur perbedaan tekanan di dua titik yang berlawanan. Jenis manometer tertua adalah

manometer kolom cairan. Versi manometer sederhana kolom cairan adalah bentuk pipa

U Selama pelaksanaan audit energi, manometer digunakan untuk menentukan perbedaan

tekanan diantara dua titik di saluran pembuangan gas atau udara. Perbedaan tekanan

kemudian digunakan untuk menghitung kecepatan aliran di saluran dengan menggunakan

 persamaan Bernoulli (Perbedaan tekanan = v2/2g). Rincian lebih lanjut penggunaan

manometer diberikan pada bagian tentang bagaimana mengoperasikan manometer.

Manometer harus sesuai untuk aliran cairan.

Manometer diperlukan untuk mengetahui tekanan fluida pada

up-stream

 dalam

menentukan densitas fluida tersebut. Metode yang diperlukan dalam mengukur dan

menunjukkan besaran tekanan adalah tekanan atau gaya per satuan luas bidang, terlebih

dahulu diubah kedalam abentuk gerakan mekanik, kemudian gerak ini dikalibrasikn

kedalam skala angka. Manometer ini diletakkan setelah

 separator 

(pada

liquid dominated

reservoir 

), sebelum

orifice meter 

. Disamping itu diperlukan pula sebuah manometer Hg

(raksa) untuk mengetahui selisih tekanan fluida diantara dua sisi

 plat orifice.

4 METODOLOGI

Metode percobaan pada praktikum Manometer kali ini adalah sebagai berikut : 1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

2. Memasukkan Aquadest  ke Manometer pipa tabung U hingga batas 4 cm.

5. Memasukkan minyak sebanyak 5 cm

6. Menentukan titik datum/datum line (x)

8. Menentukan titik datum/datum line (x).

9. Membersihkan dan merapihkan kembali alat dan bahan yang telah digunakan dengan memasukkan Aquadest  ke Manometer yang terdapat minyaknya.

Tabel 3

Hasil Pengamatan Manometer

No. hminyak (m) Hair(m)

1. 3 x 10-2 _{m 2,5 x 10}-2 _m

2. 5 x 10-2 _{m 4,3 x 10}-2 _m

3. 7 x 10-2 _{m 6,2 x 10}-2_m

Keterangan ketinggian :

hminyak  = Ketinggian minyak

hair = Ketinggian air

Pengolahan Data Percobaan Pertama Diketahui : hair = 2,5 x 10-2 m hmiyak  = 3 x 10-2 m g = 9,81 m.s-2 Pu = 1,1 x 105 _Pa ρair = 1000 kg.m-3 Ditanya : ρminyak  = … ? Pminyak  = … ? Jawab : ρminyak = ρ_air . g . hair g . hminyak  =1000 kg.m-3. 9,81m.s-2 . 2,

5

 x 10-2 m 9,81m.s-2 _{.3 x 10}-2 _m = 833,333 kg.m-3

Pminyak = Pu +ρminyak  . g . hminyak = 1,1 x 105 _{+ ( 833,333kg.m}-3_{. 9,81 m.s}-2_{. 3 x 10}-2 _m) = 110245,249 Pa Percobaan Kedua Diketahui : hair = 4,3 x 10-2 m hminyak  = 5 x 10-2 m g = 9,81 m.s-2 Pu = 1,1 x 105 _Pa ρair = 1000 kg.m-3 Ditanya : ρminyak  = … ? Pminyak  = … ? Jawab : ρminyak = ρ_air . g . h_air g . hminyak  =

 ., ., x 



, . x 



= 860 kg.m-3

Pminyak  = Pu +ρminyak  . g . hminyak

= 1,1 x 105 _{+ (860 . 9,81 . 5 x 10}-2₎ = 110421,83 Pa Percobaan Ketiga Diketahui : hminyak  = 6.2 x 10-2 m hair = 7 x10-2 m

ρair = 1000 kg.m-3 Ditanya : ρminyak  = … ? Pminyak  = … ? Jawab : ρminyak = ρ_air . g . hair g . hminyak  =

 ., ., x 



, .7 x 



= 885,714 kg.m-3

Pminyak  = Pu +ρminyak  . g . hminyak 

= 1,1 x 105 _{+ (885,714 . 9,81 . 7 x10}-2₎ = 110608,22 Pa

Data Terbaik Massa Jenis Minyak

ρ

̅

=ρminyak 1 + ρminyak 2 + ρminyak 3

n

=

, +  +,7



= 859,6813 kg.m-3 ρ

̅

2 _{= (ρ}

̅

₎2 = (859,6813)2 = 739051 kg2_.m-6 ∑ρ2 _{= (ρ}

minyak 1

)

2+ (ρminyak 2

)

2 + (ρminyak 3

)

2

= (833,33)2 _{+ (860)}2_{+ (885,714)}2 = 2218528 kg2_.m-6 ∆ρ =

√ 

∑

ρ



− n.

ρ

̅

 

n (n−)

=

√ 

 − (7)

 (−)

= 15,138kg.m-3

ρ

̅

 -∆ ρ = 859,6813– 15,138 = 844,5433 kg.m-3

ρ

̅

+ ∆ ρ = 859,6813 + 15,138 = 874,8193 kg.m-3

Jadi nilai densitas minyak berkisar antara 844,5433 kg.m-3_{sampai dengan 874,8193} kg.m-3_.

Data Terbaik Tekanan Minyak 

P



=Pminyak 1 + Pminyak 2 + Pminyak 3

n =

, + , + ,



= 110425,099 Pa P



2 _{= (P}



₎2 = (110425,099)2 = 1,21937 x 1010 _Pa2 ∑P2 _=(P

minyak 1

)

2+ (Pminyak 2

)

2 + (Pminyak 3

)

 2

= (

110245,249

)2₊₍

110421,83

₎2₊₍

110608,22

₎2 = 36581173800 Pa2 ∆P =

√ 

∑P 2 -n.P



 2 n (n-1) =

√ 

 7 −

3

(7)

3

 (

3

−

1

)

= 73,800 Pa P



 -∆P = 110425,099– 73,800 = 110351,299 Pa P



+ ∆P = 110454,529 + 129,099 = 110498,899 Pa

Tabel 4

Hasil Pengolahan Data Manometer percobaan hminyak  (m) hair (m) ρminyak (kg.m-3₎ Pminyak  (Pa) 1. 0,03 m

2,5

 x 10-2 _m 833,33 kg.m-3 _{110245,249 Pa} 2. 0,05 m

4,3

 x 10-2 _{m 860 kg.m}-3 _{110421,83 Pa} 3. 0,07 m

6,2

 x 10-2 _{m 885,714 kg.m}-3 _{110608,22 Pa} x 859,681 110425 ∑

2579,043 kg

-3

331276,299 Pa

6 PEMBAHASAN

Pada percobaan “Manometer”, memiliki  tujuan, yaitu : mengetahui fungsi manometer, mengetahui cara menggunakan tabung manometer, mengetahui prinsip kerja manometer tabung u, menghitung tekanan hidrostatis pada suatu zat, mengetahui cara menentukandatum line.

Manometer adalah alat yang berfungsi untuk mengukur tekanan udara dalam ruang tertutup. Terdapat beberapa jenis manometer, diantaranya adalah sebagai berikut : (a) Manometer zat cair, jenis manometer tertua adalah manometer zat cair. Versi sederhana manometer zat cair adalah manometer pipa U; (b) Manometer logam, digunakan untuk mengukur tekanan gas yang sangat tinggi, sebagai contohnya tekanan gas dalam ketel uap. Cara kerja manometer ini didasarkan pada plat logam yang bergerak naik-turun bila ada perubahan tekanan; (c) Manometer Mac Lead , digunakan untuk mengukur tekanan udara yang lebih kecil dari 1 mmHg. Cara kerja dari manometer ini pada prinsipnya sama seperti pada manometer raksa dengan ujung tertutup

. Manometer digunakan untuk menguku tekanan zat cair yang tidak terlalu tinggi atau mendekati tekanan atmosfir. Manometer adalah alat ukur tekanan dan manometer tertua (Otto Von Guericke) Otto von Guericke (1602-1686) dari jerman merupakan tokoh yang berhasil menemukan alat ukur tekanan tekanan (manometer

Tekanan hidrostatis adalah tekanan dalam zat cair yang dipengaruhi oleh berat zat cair itu sendiri, ketinggian kolom fluida (zat cair), dan percepatan gravitasi. Secara matematis dirumuskan sebagai berikut : Ph = ρ × g × h, sedangkan  pressure head   secara sederhana diartikan sebagai tinggi kolom suatu fluida dalamtankiatau pipa.

Berikut ini adalah sifat-sifat yang dimiliki oleh fluida, yaitu : densitas, tekanan, temperature(suhu),compressibility, viskositas, dan tegangan permukaan.

Alat yang digunakan pada percobaan Manometer terdiri dari : Manometer Tabung U, Pipet Tetes dan Pressure Gauge. Sedangkan bahan yang digunakan terdiri dari :  Aquadest , Minyak Goreng dan Sarung Tangan. Langkah-langkah yang dilakukan pada percobaan ini

antara lain : menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan; memasukkan Airke dalam tabung manometer lalu memasukkan Minyak Goreng ke dalam tabung manometer setinggi 0,03 m; menentukan Datum Line  (x); mengukur ketinggian kolom fluida Airsebagai h1 dan mengukur ketinggian fluida Minyak Goreng sebagai h2; mencatat data yang diperoleh pada percobaan pada lembar hasil pengamatan; merapihkan kembali alat dan bahan yang telah digunakan.

Pada percobaan pertama didapat data sebagai berikut, pada percobaan pertama ketinggian air sebesar 0,032 m, ketinggian minyak sebesar 0,034 m, lalu didapat hasil massa jenis minyak sebesar 941,18 kg.m-3_{dan tekanan minyak sebesar 110313,92 Pa.}

Percobaan kedua didapat data sebagai berikut, pada percobaan kedua ketinggian air sebesar 0,024 m, ketinggian minyak sebesar 0,05 m, lalu didapat hasil massa jenis minyak sebesar 480 kg.m-3_{dan tekanan minyak sebesar 110235,44 Pa.}

Percobaan ketiga didapat data sebagai berikut, pada percobaan ketiga ketinggian air sebesar 0,06 m, ketinggian minyak sebesar 0,07 m, lalu didapat hasil massa jenis minyak sebesar 857,14 kg.m-3_{dan tekanan minyak sebesar 110588,60 Pa.}

Data Terbaik dari massa jenis minyak berkisar antara 617,63 kg.m-3_{sampai dengan} 901,25 kg.m-3_{, sedangkan data terbaik tekanan minyak berkisar antara 110272,25 Pa sampai} dengan 110486,39 Pa. Dari hasil pengolahan data dapat diketahui bahwa tekanan tiap percobaan berbeda-beda karena faktor ketinggian dari tiap fluida berbeda-beda.

Pada percobaan kali ini terdapat beberapa kesalahan yaitu tidak sabar dalam menuangkan fluida minyak pada saat dimasukkan ke dalam Manometer Tabung U sehingga hasilnya menjadi tidak akurat.

7 KESIMPULAN

Setelah percobaan manometer dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan diantaranya :

1. Manometer adalah untuk mengukur besarnya tekanan hidrostatis yang ditimbulkan oleh suatu fluida.

2. Tekanan Hidrostatis adalah didefinisikan sebagai tekanan yang diberikan oleh cairan pada kesetimbangan karena pengaruh gaya gravitasi.

3. Untuk menentukan atau menemukan datum line kita harus menetukan terlebih dahul Datum Point  nya

4. Cara menetukan Datum Point yaitu dengan cara meiihat titik bertemunya dua fluida 5. Cara menentukan Datum Line yaitu : mengamati batas pertemuan antara dua jenis fluida

cair, tentukan yang paling rendah lalu tarik garis lurus secara horizontal sampai memotong kedua sisi tabung.

6. Prinsip kerja dari manometer tabung U yaitu :

 Jika manometer diisi fluida cair yang sejenis, maka tinggi kolom fluidanya akan sama 7. Apabila didalam tabung manometer terdapat dua jeis fluida yang berbeda, maka akan

- Percobaan kedua densitas minyak nya sebesar 480 kg.m-3.

- Percobaan ketiga densitas minyak nya sebesar 857,14 kg.m-3

9. Didapatkan Tekanan dari minyak yang didapatkan pada percobaan ini adalah : - Tekanan minyak pada percobaan pertama sebesar 110313,92 Pa.

- Tekanan minyak pada percobaan kedua sebesar 110235,44 Pa. - Tekanan minyak pada percobaan ketga 110588,60 Pa.

10. Sifat sifat fluida terdiri dari kemampatan, Densitas, viskositas, Pressure

11. Kemampatan adalah perubahan volume karena adanya perubahan tekanan

12. Viskositas menunjukkan resistensi satu lapisan untuk meluncur (sliding) di atas lapisan

lainnya

13. Densitas (Massa Jenis) dan berat spesifik Densitas adalah massa persauan volume sedangkan berat spesifik adalah berat persatuan volume.

14. Presssure, dala hal ini ada tekanan absolute da nada juga tekanan dari alat ukur ( gauge

 pressure).

15. Temperature (Suhu), panas spesifik (Spesific Heat ), konduktivitas dan koefisien ekspansi

termal.

8 REFERENSI

[1] Alonso. 1979. Dasar-Dasar Fisika Universitas. Jakarta : Erlangga

[2] Bernard, Grob. 1984. Basic Elektronik. Mc Grow Hill : New York

[3] Guntoro, Nanang A. 2013. Fisika Terapan. PT. Remaja Rasdakiar : Bandung

[4] Halliday, Resnick. 1984. Fisika Jilid 1. Jakarta : Erlanagga

[5] Purwanto, Budi. 2003.Pelajaran Fisika 2A. Solo : PT.Tiga Serangkai

[6] Ruwanto, Bambang. 2004. Asas-asas Fisika. Yogyakarta : Yudisthira

[7] Soedjono. 1986. Fisika Azas Ilmu. Yogyakarta : Universitas Gajah Mada

[8] Soetrisno. 1984. Seri Fisika Dasar. Bandung : ITB

[9] Tippler, P.A. 1998. Fisika Untuk Sains Dan Teknik. Jakarta : Erlangga

[10] Yanasari. 2017. Modul Praktikum Mekanika Fluida. Akamigas Balongan : Indramayu