BAB II BAB II DASAR TEORI DASAR TEORI II.1. Aliran Fluida
II.1. Aliran Fluida Fluida
Fluida atau zat cair (termasuk uap air dan gas) dibedakan dari benda padatatau zat cair (termasuk uap air dan gas) dibedakan dari benda padat karena kemampuannya untuk mengalir. Fluida lebih mudah mengalir karena ikatan karena kemampuannya untuk mengalir. Fluida lebih mudah mengalir karena ikatan molekul dalam fluida jauh lebih kecil dari ikatan molekul dalam zat padat, akibatnya molekul dalam fluida jauh lebih kecil dari ikatan molekul dalam zat padat, akibatnya fluida mempunyai hambatan yang relatif kecil pada
fluida mempunyai hambatan yang relatif kecil pada perubahan bentuk karena gesekanperubahan bentuk karena gesekan.. Zat padat mempertahankan suatu bentuk dan ukuran yang tetap, sekalipun suatu gaya Zat padat mempertahankan suatu bentuk dan ukuran yang tetap, sekalipun suatu gaya yang besar diberikan pada zat padat tersebut, zat padat tidak mudah berubah bentuk yang besar diberikan pada zat padat tersebut, zat padat tidak mudah berubah bentuk maupun volumenya, sedangkan zat cair dan gas, zat cair tidak mempertahankan maupun volumenya, sedangkan zat cair dan gas, zat cair tidak mempertahankan bentuk yang tetap, zat cair mengikuti bentuk wadahnya dan volumenya dapat diubah bentuk yang tetap, zat cair mengikuti bentuk wadahnya dan volumenya dapat diubah hanya jika diberikan padanya gaya yang sangat besar dan gas tidak mempunyai hanya jika diberikan padanya gaya yang sangat besar dan gas tidak mempunyai bentuk dan maupun volume yang tetap,gas akan berkembang mengisi seluruh wadah. bentuk dan maupun volume yang tetap,gas akan berkembang mengisi seluruh wadah. Karena fase cair dan gas tidak mempertahankan suatu bentuk yang tetap, keduanya Karena fase cair dan gas tidak mempertahankan suatu bentuk yang tetap, keduanya mempunyai kemampuan untuk mengalir. Dengan demikian kedua – duanya sering mempunyai kemampuan untuk mengalir. Dengan demikian kedua – duanya sering secara kolektif disebut sebagai fluida.
secara kolektif disebut sebagai fluida.
II.2. Sifat Dasar Fluida II.2. Sifat Dasar Fluida
Cairan dan gas disebut
Cairan dan gas disebut fluida fluida , , sebab zat cair tersebut dapat mengalir. Untuk sebab zat cair tersebut dapat mengalir. Untuk mengerti aliran fluida maka harus mengetahui beberapa sifat dasar fluida. Adapun mengerti aliran fluida maka harus mengetahui beberapa sifat dasar fluida. Adapun sifat – sifat dasar fluida yaitu; kerapatan (density), berat jenis (specific gravity), sifat – sifat dasar fluida yaitu; kerapatan (density), berat jenis (specific gravity), tekanan (pressure), kekentalan (viscosity).
II.2.1. Kerapatan (density) II.2.1. Kerapatan (density)
Kerapatan atau density dinyatakan dengan
Kerapatan atau density dinyatakan dengan ρ ρ (( ρ ρ adalah adalah huruf huruf kecil kecil YunaniYunani
yang dibaca “rho”), didefinisikan sebagai mass
yang dibaca “rho”), didefinisikan sebagai mass per satuan volume.per satuan volume.
ρ ρ ==
[ [
kg/mkg/m33]]
v v m m (2-1) (2-1) dimanadimana ρρ = = kerapatan kerapatan (kg/m(kg/m33)) m
m = = massa massa benda benda (kg)(kg) v
v = = volume volume (m(m33))
Pada persamaan 2-1 diatas, dapat digunakan untuk menuliskan massa, dengan Pada persamaan 2-1 diatas, dapat digunakan untuk menuliskan massa, dengan persamaan sebagai berikut :
persamaan sebagai berikut :
M =
M = ρρ vv [[ kgkg ]] (2-2)(2-2)
Kerapatan adalah suatu sifat karakteristik setiap bahan murni. Benda tersusun Kerapatan adalah suatu sifat karakteristik setiap bahan murni. Benda tersusun atas bahan murni, misalnya emas murni, yang dapat memiliki berbagai ukuran atas bahan murni, misalnya emas murni, yang dapat memiliki berbagai ukuran ataupun massa, tetapi kerapatannya akan sama untuk
ataupun massa, tetapi kerapatannya akan sama untuk semuanya.semuanya. Satuan SI untuk kerapatan adalah kg/m
Satuan SI untuk kerapatan adalah kg/m33. Kadang kerapatan diberikan dalam. Kadang kerapatan diberikan dalam g/cm
g/cm33. Dengan . Dengan catatan bahwa catatan bahwa jika jika kg/mkg/m33 = 1000 g/(100 cm)= 1000 g/(100 cm)33, kemudian kerapatan, kemudian kerapatan yang diberikan dalam g/cm
yang diberikan dalam g/cm33 harus dikalikan dengan 1000 untuk memberikan hasilharus dikalikan dengan 1000 untuk memberikan hasil dalam kg/m
dalam kg/m33. Dengan demikian kerapatan air adalah 1,00 g/cm. Dengan demikian kerapatan air adalah 1,00 g/cm33, akan sama dengan, akan sama dengan 1000 kg/m
1000 kg/m33. Berbagai kerapatan bahan diunjukkan pada tabel II-1. Dalam tabel II-1. Berbagai kerapatan bahan diunjukkan pada tabel II-1. Dalam tabel II-1 tersebut ditetapkan suhu dan tekanan karena besaran ini akan dipengaruhi kerapatan tersebut ditetapkan suhu dan tekanan karena besaran ini akan dipengaruhi kerapatan bahan (meskipun pengaruhny
Tabel II-1 : Berbagai kerapatan (density) bahan Tabel II-1 : Berbagai kerapatan (density) bahan
Bahan
Bahan Kerapatan ρ (kg/mKerapatan ρ (kg/m33)) Cair
Cair Air pada suhu 4
Air pada suhu 400CC Darah, plasma Darah, plasma Darah seluruhnya Darah seluruhnya Air laut Air laut Raksa Raksa Alkohol, alkyl Alkohol, alkyl Bensin Bensin Gas Gas Udara Udara Helium Helium Karbon dioksida Karbon dioksida
Uap air pada suhu 100 Uap air pada suhu 10000CC
1.00 1.00 хх101033 1.03 1.03 хх101033 1.05 1.05 хх101033 1.025 1.025 хх 101033 13.6 13.6 хх101033 0.79 0.79 хх101033 0.68 0.68 хх101033 1.29 1.29 0.179 0.179 1.98 1.98 0.598 0.598 Kerapatan ditetapkan pada suhu 0
Kerapatan ditetapkan pada suhu 000C dan tekanan 1 atm, kecuali ditentukan lainC dan tekanan 1 atm, kecuali ditentukan lain
II.2.2. Berat jenis (specific gravity) II.2.2. Berat jenis (specific gravity)
Berat jenis suatu bahan didefinikan sebagai perbandingan kerapatan bahan Berat jenis suatu bahan didefinikan sebagai perbandingan kerapatan bahan terhadap kerapatan air. Berat jenis (specific gravity disingkat SG) adalah besaran terhadap kerapatan air. Berat jenis (specific gravity disingkat SG) adalah besaran murni tanpa dimensi maupun satuan, dinyatakan pada persamaan 2-3 dan 2-4 sebagai murni tanpa dimensi maupun satuan, dinyatakan pada persamaan 2-3 dan 2-4 sebagai berikut :
berikut :
ρ
ρcc (g/cm(g/cm33))
Untuk
Untuk fluida fluida cair cair SGc SGc = = (2-3)(2-3) ρ
ρww (g/cm(g/cm33))
ρ
ρgg(g/cm(g/cm33))
Untuk
Untuk fluida fluida cair cair SGg SGg = = (2-4)(2-4) ρ
Dimana
Dimana ρ ρcc = mas= massa jensa jenis cairan is cairan (g/cm(g/cm33)) ρw =
ρw =massa massa jenis jenis air air (g/cm(g/cm33)) ρ
ρgg = = massa massa jenis jenis gas gas (g/cm(g/cm33)) ρ
ρaa = = massa massa jenis jenis udara udara (g/cm(g/cm33))
II.2.3. Tekanan (pressure) II.2.3. Tekanan (pressure)
Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas, dengan gaya
Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas, dengan gaya F F dianggapdianggap bekerja secara tegak lurus terhadap luas permukaan
bekerja secara tegak lurus terhadap luas permukaan A, A, maka :maka :
P P == A A F F [[ kg/mkg/m22 ]] (2-5)(2-5) dimana
dimana P P = = tekanan tekanan (kg/m(kg/m22)) F
F = = gaya gaya (kg)(kg) A
A = = luas luas permukaan permukaan (m(m22))
Satuan tekanan dalam SI adalah N/m
Satuan tekanan dalam SI adalah N/m22. Satuan ini mempunyai nama resmi. Satuan ini mempunyai nama resmi Pascal (Pa), untuk penghormatan terhadap Blaise Pascal dipakai 1 Pa = 1 N/m Pascal (Pa), untuk penghormatan terhadap Blaise Pascal dipakai 1 Pa = 1 N/m22.. Namun untuk penyederhanaan, sering menggunakan N/m
Namun untuk penyederhanaan, sering menggunakan N/m22. Satuan lain yang. Satuan lain yang digunakan adalah dyne/cm
digunakan adalah dyne/cm22, lb/in, lb/in22, (kadang disingkat dengan “psi”), dan kg/cm, (kadang disingkat dengan “psi”), dan kg/cm22 (apabila kilogram adalah gaya :
(apabila kilogram adalah gaya : yaitu, 1 kg/cmyaitu, 1 kg/cm22 = 10 N/cm= 10 N/cm22).).
Sebagai contoh perhitungan tekanan, seorang dengan berat 60 kg yang kedua Sebagai contoh perhitungan tekanan, seorang dengan berat 60 kg yang kedua kakinya menutupi luasan 500 cm
kakinya menutupi luasan 500 cm22 akan menggunakan tekanan sebesar :akan menggunakan tekanan sebesar : F/A
F/A = = m.g/A m.g/A == (60 kg(60 kg хх 9,8 m/det9,8 m/det22) / 0,050 m) / 0,050 m22 == 11760 kg/m11760 kg/m22 = = 1212 хх 101044
N/m
N/m22..terhadap tanah. Jika orang tersebut berdiri dengan satu kaki atau dua kakiterhadap tanah. Jika orang tersebut berdiri dengan satu kaki atau dua kaki dengan luasan yang lebih kecil, gayanya akan sama tetapi karena luasannya menjadi dengan luasan yang lebih kecil, gayanya akan sama tetapi karena luasannya menjadi
1 1 ⁄ ⁄
2
Konsep tekanan sangat berguna terutama dalam berurusan dengan fluida. Konsep tekanan sangat berguna terutama dalam berurusan dengan fluida. Sebuah fakta eksperimental menunjukkan bahwa
Sebuah fakta eksperimental menunjukkan bahwa fluida fluida menggunakan menggunakan tekanan tekanan keke semua arah.
semua arah.Hal ini sangat dikenal oleh para perenang dan juga penHal ini sangat dikenal oleh para perenang dan juga penyelam yang secarayelam yang secara langsung merasakan tekanan air pada seluruh bagian tubuhnya. Pada titik tertentu langsung merasakan tekanan air pada seluruh bagian tubuhnya. Pada titik tertentu dalam fluida diam, tekanan sama untuk semua arah. Ini diilustrasikan dalam II-1. dalam fluida diam, tekanan sama untuk semua arah. Ini diilustrasikan dalam II-1. Bayangan fluida dalam sebuah kubus kecil sehingga kita dapat mengabaikan gaya Bayangan fluida dalam sebuah kubus kecil sehingga kita dapat mengabaikan gaya gravitasi yang bekerja padanya. Tekanan pada suatu sisi harus sama dengan tekanan gravitasi yang bekerja padanya. Tekanan pada suatu sisi harus sama dengan tekanan pada sisi yang berlawanan. Jika hal ini tidak benar, gaya netto yang bekerja pada pada sisi yang berlawanan. Jika hal ini tidak benar, gaya netto yang bekerja pada kubus ini tidak akan sama dengan nol, dan kubus ini
kubus ini tidak akan sama dengan nol, dan kubus ini akan bergerak akan bergerak hingga tekananhingga tekanan yang bekerja menjadi sama.
yang bekerja menjadi sama.
Gambar II-1 :
Gambar II-1 : tekanan adalah sama di setiap arah dalam tekanan adalah sama di setiap arah dalam suatu fluida pada kedalamansuatu fluida pada kedalaman tertentu jika tidak demikian maka fluida
tertentu jika tidak demikian maka fluida akan bergerak akan bergerak
Tekanan dalam cairan yang mempunyai kerapatan seragam akan bervariasi Tekanan dalam cairan yang mempunyai kerapatan seragam akan bervariasi terhadap kedalaman. Bayangan sebuah titik yang terletak pada kedalaman
terhadap kedalaman. Bayangan sebuah titik yang terletak pada kedalaman hh dibawahdibawah permukaan cairan seperti yang ditunjukkan pada gambar II-2 sebagai berikut :
permukaan cairan seperti yang ditunjukkan pada gambar II-2 sebagai berikut :
Gambar II-2 :
Gambar II-2 : Tekanan pada kedalaman h dalam cairanTekanan pada kedalaman h dalam cairan
Tekanan yang disebabkan oleh cairan pada kedalaman
Tekanan yang disebabkan oleh cairan pada kedalaman hh ini disebabkan olehini disebabkan oleh berat kolom cairan di atasnya. Dengan demikian gaya yang bekerja pada luasan berat kolom cairan di atasnya. Dengan demikian gaya yang bekerja pada luasan
tersebut adalah
tersebut adalah F = mg =F = mg = ρ ρ Ahg, Ahg,dengandengan Ah Ah adalah volume kolom tersebut,adalah volume kolom tersebut, ρ ρ adalahadalah
kerapatan cairan (diasumsikan konstan), dan
kerapatan cairan (diasumsikan konstan), dan gg adalah percepatan gravitasi. Kemudianadalah percepatan gravitasi. Kemudian tekanan P, adalah tekanan P, adalah P P == A A gh gh ρ ρ = = A A F F [[ kg/mkg/m22]] (2-6)(2-6) P = P = ρρ.g.h.g.h [[ kg/mkg/m22]] (2-7)(2-7)
Dengan demikian, tekanan berbanding lurus dengan kerapatan cairan, dan kedalaman Dengan demikian, tekanan berbanding lurus dengan kerapatan cairan, dan kedalaman cairan tersebut. Secara umum,
cairan tersebut. Secara umum, tekanan pada kedalaman yang sama dalam cairantekanan pada kedalaman yang sama dalam cairan yang
yang seragam seragam sama.sama. Persamaan 2-7, berlaku untuk fluida yang kerapatannya konstanPersamaan 2-7, berlaku untuk fluida yang kerapatannya konstan dan tidak berubah terhadap kedalaman – yaitu, jika fluida tersebut tak dapat dan tidak berubah terhadap kedalaman – yaitu, jika fluida tersebut tak dapat dimampatkan (incompressible). Ini biasanya merupakan pendekatan yang baik untuk dimampatkan (incompressible). Ini biasanya merupakan pendekatan yang baik untuk fluida (meskipun pada kedalaman yang sangat dalam didalam lautan, kerapatan air fluida (meskipun pada kedalaman yang sangat dalam didalam lautan, kerapatan air naik terutama akibat pemampatan yang disebabkan oleh berat air dalam jumlah besar naik terutama akibat pemampatan yang disebabkan oleh berat air dalam jumlah besar diatasnya ). Dilain pihak, gas dapat
diatasnya ). Dilain pihak, gas dapat mampat, dan kerapatannya dapat bervariasi cukupmampat, dan kerapatannya dapat bervariasi cukup besar terhadap perubahan kedalaman. Jika kerapatannya hanya bervariasi sangat kecil, besar terhadap perubahan kedalaman. Jika kerapatannya hanya bervariasi sangat kecil, persamaan 2-8 berikut dapat digunakan untuk menentukan perbedaan tekanan persamaan 2-8 berikut dapat digunakan untuk menentukan perbedaan tekanan ∆p∆p pada ketinggian yang berbeda dengan
pada ketinggian yang berbeda dengan ρ ρadalah kerapatan rata-rataadalah kerapatan rata-rata
∆
∆pp == ρρ gg ∆∆hh [[ mmHgmmHg ]] (2-8)(2-8)
dimana :
dimana : ∆∆pp= = perbedaan perbedaan tekanan tekanan ( ( mmHg mmHg ))
ρ
ρ = = kerapatan kerapatan ( ( kg/mkg/m33)) g
g = = gravitasi gravitasi ( ( m/detm/det22)) ∆
II.2.4. Kekentalan (viscosity) II.2.4. Kekentalan (viscosity)
Kekentalan (viscosity) didefinisikan sebagai gesekan internal atau gesekan Kekentalan (viscosity) didefinisikan sebagai gesekan internal atau gesekan fluida terhadap wadah dimana fluida itu mengalir. Ini ada dalam cairan atau gas, dan fluida terhadap wadah dimana fluida itu mengalir. Ini ada dalam cairan atau gas, dan pada dasarnya adalah gesekan antar lapisan fluida yang berdekatan ketika bergerak pada dasarnya adalah gesekan antar lapisan fluida yang berdekatan ketika bergerak melintasi satu sama lain atau gesekan antara fluida dengan wadah tempat ia mengalir. melintasi satu sama lain atau gesekan antara fluida dengan wadah tempat ia mengalir. Dalam cairan, kekentalan disebabkan oleh gaya kohesif antara molekul-molekulnya Dalam cairan, kekentalan disebabkan oleh gaya kohesif antara molekul-molekulnya sedangkan gas, berasal tumbukan diantara molekul-molekul tersebut.
sedangkan gas, berasal tumbukan diantara molekul-molekul tersebut.
Kekentalan fluida yang berbeda dapat dinyatakan secara kuantatif dengan Kekentalan fluida yang berbeda dapat dinyatakan secara kuantatif dengan koefisien kekentalan
koefisien kekentalan,, ηη yang didefinisikan dengan cara sebagai berikut :yang didefinisikan dengan cara sebagai berikut :
Fluida diletakkan diantara dua lempengan datar. Salah satu lempengan diam
Fluida diletakkan diantara dua lempengan datar. Salah satu lempengan diam dan yangdan yang lain dibuat bergerak. Fluida yang secara langsung bersinggungan dengan lain dibuat bergerak. Fluida yang secara langsung bersinggungan dengan masing-masing lempengan ditarik pada permukaanya oleh gaya rekat diantara masing lempengan ditarik pada permukaanya oleh gaya rekat diantara molekul-molekul cairan dengan kedua lempengan tersebut. Dengan demikian permukaan molekul cairan dengan kedua lempengan tersebut. Dengan demikian permukaan fluida sebelah atas bergerak dengan laju v yang seperti lempengan atas, sedangkan fluida sebelah atas bergerak dengan laju v yang seperti lempengan atas, sedangkan fluida yang bersinggungan dengan lempengan diam bertahan diam. Kecepatan fluida yang bersinggungan dengan lempengan diam bertahan diam. Kecepatan bervariasi secara linear dari 0
bervariasi secara linear dari 0 hingga v seperti ditunjukkan gambar II-3.hingga v seperti ditunjukkan gambar II-3.
Gambar 2-3 :
Gambar 2-3 : Penentuan kekentalanPenentuan kekentalan
Kenaikan kecepatan dibagi oleh jarak dengan perubahan ini dibuat – sama dengan v/I Kenaikan kecepatan dibagi oleh jarak dengan perubahan ini dibuat – sama dengan v/I – disebut
– disebut gradien kecepatangradien kecepatan. Untuk menggerakkan lempengan diatas memerlukan. Untuk menggerakkan lempengan diatas memerlukan gradien kecepatan gradien kecepatan Lempengan diam Lempengan diam Fluida Fluida Lempengan
Lempengan bergerak bergerak vv FF II
gaya, yang dapat dibuktikan dengan menggerakkan lempengan datar melewati gaya, yang dapat dibuktikan dengan menggerakkan lempengan datar melewati genangan fluida. Untuk fluida tertentu, diperoleh bahwa gaya sebagai berikut :
genangan fluida. Untuk fluida tertentu, diperoleh bahwa gaya sebagai berikut :
F = F = II L L F F [[ kg/mkg/m22 ]] (2-9)(2-9)
Untuk fluida yang berbeda, fluida yang kental, diperlukan gaya yang lebih Untuk fluida yang berbeda, fluida yang kental, diperlukan gaya yang lebih besar. Tetapan kesebandingan untuk persamaan ini didefinisikan sebagai
besar. Tetapan kesebandingan untuk persamaan ini didefinisikan sebagai koefisienkoefisien kekentalan kekentalan,, ηη :: η η == V V A A L L F F [[Pa.sPa.s ]] (2-10)(2-10) dimana
dimana : : F F = = gaya (kgaya (kg/mg/m22)) A = luasan fluida
A = luasan fluida yang bersinggungayang bersinggungan dengan setiap lempengan ( mn dengan setiap lempengan ( m22)) V
V = = kecepatan kecepatan fluida fluida (m/detik (m/detik 22)) L
L = = Jarak Jarak lempengannlempengannya ya (m(m22)) η
η = koe= koefisien kekenfisien kekentalan talan ( pa.s ( pa.s ))
Penyelesaia
Penyelesaian n untuk untuk ηη, kita peroleh, kita peroleh ηη == FI/vA.FI/vA. Satuan SI untuk ηSatuan SI untuk η adalah N.s/madalah N.s/m22
= Pa.s (pascal.detik). Dalam sistem cgs, satuan ini adalah dyne.s/cm
= Pa.s (pascal.detik). Dalam sistem cgs, satuan ini adalah dyne.s/cm22 dan satuan inidan satuan ini disebut
disebut poise poise (P). Kekentalan sering dinyatakan dalam(P). Kekentalan sering dinyatakan dalam centipoisescentipoises (cP), yaitu 1/100(cP), yaitu 1/100 poise. Tabel II-2 menunjukkan daftar koefisien kekentalan untuk berbagai fluida. poise. Tabel II-2 menunjukkan daftar koefisien kekentalan untuk berbagai fluida. Suhu juga dispesifikasikan, karena mempunyai efek yang berpengaruh dalam Suhu juga dispesifikasikan, karena mempunyai efek yang berpengaruh dalam menyatakan kekentalan cairan ; kekentalan cairan seperti minyak motor, sebagai menyatakan kekentalan cairan ; kekentalan cairan seperti minyak motor, sebagai contohnya, menurun dengan cepat terhadap kenaikan suhu.
Tabel II-2. Koefisien kekentalan untuk berbagai fluida Tabel II-2. Koefisien kekentalan untuk berbagai fluida
Fluida
Fluida Suhu Suhu Koefisien Koefisien kekentalankekentalan ηη (Pa.s)
(Pa.s) Air
Air
Darah seluruh tubuh Darah seluruh tubuh Plasma darah
Plasma darah Alkohol ethyl Alkohol ethyl
Mesin – mesin (SAE 10) Mesin – mesin (SAE 10) Gliserin Gliserin Udara Udara Hidrogen Hidrogen Uap air Uap air 0 0 20 20 100 100 37 37 37 37 20 20 30 30 20 20 20 20 0 0 100 100 1,8 1,8хх 1010 --1,0 1,0хх 1010-3-3 0,3 0,3хх 1010-3-3 4 4 хх 1010-3-3 1,5 1,5хх 1010-3-3 1,2 1,2хх 1010-3-3 200 200хх 1010-3-3 1500 1500хх 1010-3-3 0,018 0,018 хх 1010-3-3 0.009 0.009 хх 1010-3-3 0.013 0.013 хх 1010-3-3 1 Pa.s = 10 P = 1000 cP 1 Pa.s = 10 P = 1000 cP
II.3. Aliran dalam tabung II.3. Aliran dalam tabung
Jika fluida tidak mempunyai kekentalan, ia dapat mengalir melalui tabung atau Jika fluida tidak mempunyai kekentalan, ia dapat mengalir melalui tabung atau pipa mendatar tanpa memerlukan gaya. Oleh
pipa mendatar tanpa memerlukan gaya. Oleh karena itu adanya kekentalan, perbedaankarena itu adanya kekentalan, perbedaan tekanan antara kedua ujung tabung diperlukan untuk aliran mantap setiap fluida nyata, tekanan antara kedua ujung tabung diperlukan untuk aliran mantap setiap fluida nyata, misalnya air atau minyak didalam pipa. Laju alir dalam tabung bulat bergantung pada misalnya air atau minyak didalam pipa. Laju alir dalam tabung bulat bergantung pada kekentalan fluida, perbedaan tekanan, dan dimensi tabung. Seorang ilmuan Perancis kekentalan fluida, perbedaan tekanan, dan dimensi tabung. Seorang ilmuan Perancis J.L Poiseuille (1977-1869), yang tertarik pada
J.L Poiseuille (1977-1869), yang tertarik pada fisika sirkulasi darah (yang menamakanfisika sirkulasi darah (yang menamakan “poise”), menentukan bagaimana variabel yang mempengaruh
“poise”), menentukan bagaimana variabel yang mempengaruhi laju i laju aliran fluida aliran fluida yangyang tak dapat mampat yang menjalani aliran laminar dalam sebuah tabung silinder. tak dapat mampat yang menjalani aliran laminar dalam sebuah tabung silinder. Hasilnya dikenal sebagai
π πrr44( P( P11– P– P22 )) Q Q == [[ mm33 /detik /detik ]] (2-11)(2-11) 8 η L 8 η L dimana
dimana : : r r = = jari-jari jari-jari dalam dalam tabung tabung ( ( m m )) L
L = = panjang panjang tabung tabung ( ( m m )) P
P11-P-P22 = perbedaan tekanan pada kedua ujung (atm)= perbedaan tekanan pada kedua ujung (atm)
η
η = kekentalan (P.s/m= kekentalan (P.s/m22)) Q
Q = = laju laju aliran aliran volume volume (m(m33 /detik) /detik)
II.3.1. Persamaan Kontiunitas II.3.1. Persamaan Kontiunitas
Gerak fluida didalam suatu tabung aliran haruslah sejajar dengan dinding Gerak fluida didalam suatu tabung aliran haruslah sejajar dengan dinding tabung. Meskipun besar kecepatan fluida dapat berbeda dari suatu titik ke titik lain tabung. Meskipun besar kecepatan fluida dapat berbeda dari suatu titik ke titik lain didalam tabung. Pada gambar II-4 menunjukkan tabung aliran untuk membuktikan didalam tabung. Pada gambar II-4 menunjukkan tabung aliran untuk membuktikan persamaan kontinuitas.
persamaan kontinuitas.
Gambar II-4 :
Gambar II-4 : Tabung aliran membuktikan persamaan kontinuitasTabung aliran membuktikan persamaan kontinuitas Pada gambar II-4, misalkan pada titik P besar kecepatan adalah V
Pada gambar II-4, misalkan pada titik P besar kecepatan adalah V11, dan pada, dan pada
titik Q adalah V
titik Q adalah V2.2. Kemudian AKemudian A11 dan Adan A22 adalah luas penampang tabung aliran tegak adalah luas penampang tabung aliran tegak
lurus pada titik Q. Didalam interval waktu
lurus pada titik Q. Didalam interval waktu∆t sebuah elemen fluida mengalir kira∆t sebuah elemen fluida mengalir kira -kira-kira sejauh V
sejauh V∆t. Maka massa fluida ∆m∆t. Maka massa fluida ∆m11 yang menyeberangi Ayang menyeberangi A11 selama interval waktu ∆tselama interval waktu∆t
adalah adalah
∆m = ρ
∆m = ρ11AA11VV11 ∆t∆t (2-12)(2-12)
dengan kata lain massa
dengan kata lain massa ∆m1/∆t adalah kira∆m1/∆t adalah kira -kira sama dengan-kira sama dengan ρρ11AA11VV11.. Kita harusKita harus
mengambil
tidak berubah banyak pada jarak yang dijalani fluida, sehingga dapat ditulis massa di tidak berubah banyak pada jarak yang dijalani fluida, sehingga dapat ditulis massa di titik P adalah
titik P adalah ρρ11AA11VV11massa di titik Q adalahmassa di titik Q adalah ρρ22AA22VV22, dimana, dimana ρρ11dan ρdan ρ22berturut-turutberturut-turut
adalah kerapatan fluida di P dan Q. adalah kerapatan fluida di P dan Q.
Karena tidak ada fluida yang berkurang dan bertambah maka massa yang Karena tidak ada fluida yang berkurang dan bertambah maka massa yang menyeberangi setiap bagian tabung per satuan waktu
menyeberangi setiap bagian tabung per satuan waktu haruslah konstan. Maka massa Pharuslah konstan. Maka massa P haruslah sama dengan massa di Q, sehingga dapatlah ditulis;
haruslah sama dengan massa di Q, sehingga dapatlah ditulis; ρ
ρ11AA11VV11== ρρ22AA22VV22 (2-13)(2-13)
atau
atau ρρ A VA V == konstan konstan (2-14)(2-14)
Persamaan (2-15) berikut menyatakan hukum kekekalan massa didalam fluida. Jika Persamaan (2-15) berikut menyatakan hukum kekekalan massa didalam fluida. Jika fluida yang mengalir tidak termampatkan, dalam arti kerapatan konstan maka fluida yang mengalir tidak termampatkan, dalam arti kerapatan konstan maka persamaan (2-15) dapat ditulis menjadi :
persamaan (2-15) dapat ditulis menjadi : A
A11VV11== AA22VV22 (2-15)(2-15)
A V
A V == konstan konstan (2-16)(2-16) Persamaan diatas dikenal dengan persamaan kontinuitas.
Persamaan diatas dikenal dengan persamaan kontinuitas.
II.4. Jenis dan Karakteristik Fluida II.4. Jenis dan Karakteristik Fluida
Hal yang berhubungan dengan jenis dan karakteristik aliran fluida yang Hal yang berhubungan dengan jenis dan karakteristik aliran fluida yang dimaksudkan disini adalah profil aliran dalam wadah tertutup (pipa umumnya). Profil dimaksudkan disini adalah profil aliran dalam wadah tertutup (pipa umumnya). Profil aliran dari fluida yang melalui pipa, akan dipengaruhi oleh gaya momentum fluida aliran dari fluida yang melalui pipa, akan dipengaruhi oleh gaya momentum fluida yang membuat fluida bergerak di dalam pipa, gaya viscous/gaya gesek yang menahan yang membuat fluida bergerak di dalam pipa, gaya viscous/gaya gesek yang menahan aliran pada dinding pipa dan fl
aliran pada dinding pipa dan fluidanya sendiri (gesekan internal) dan juga dipengaruhiuidanya sendiri (gesekan internal) dan juga dipengaruhi oleh belokan pipa, valve
Jenis aliran fluida terbagi dalam 2 bagian yaitu : Jenis aliran fluida terbagi dalam 2 bagian yaitu :
1.
1. Aliran Aliran LaminarLaminar 2.
2. Aliran Aliran TurbulenTurbulen
Pada gambar II-5 dibawah ini diperlihatkan profil aliran fluida : Pada gambar II-5 dibawah ini diperlihatkan profil aliran fluida :
Gambar II-5 :
Gambar II-5 : Jenis aliran fluidaJenis aliran fluida
Laminer berasal dari bahasa latin “thin plate” yang berarti plate tipis atau Laminer berasal dari bahasa latin “thin plate” yang berarti plate tipis atau aliran sangat halus. Pada aliran laminer, gaya viscous (gesek) yang relatif besar aliran sangat halus. Pada aliran laminer, gaya viscous (gesek) yang relatif besar mempengaruhi kecepatan aliran sehingga semakin mendekati dinding pipa, semakin mempengaruhi kecepatan aliran sehingga semakin mendekati dinding pipa, semakin rendah kecepatannya. Secara teori, aliran ini berbentuk parabola dengan bagian rendah kecepatannya. Secara teori, aliran ini berbentuk parabola dengan bagian tengah mempunyai kecepatan paling pinggir mempunyai kecepatan paling rendah tengah mempunyai kecepatan paling pinggir mempunyai kecepatan paling rendah akibat adanya gaya gesekan.
akibat adanya gaya gesekan.
Pada aliran turbulen, gaya momentum aliran lebih besar dibandingkan gaya Pada aliran turbulen, gaya momentum aliran lebih besar dibandingkan gaya gesekan dan pengaruh dari dinding pipa menjadi kecil. Karenanya aliran turbulen gesekan dan pengaruh dari dinding pipa menjadi kecil. Karenanya aliran turbulen memberikan profil kecepatan yang lebih seragam dibandingkan aliran laminer, memberikan profil kecepatan yang lebih seragam dibandingkan aliran laminer, walaupun pada lapisan fluida dekat dinding pipa tetap laminer. Profil kecepatan pada walaupun pada lapisan fluida dekat dinding pipa tetap laminer. Profil kecepatan pada daerah transisi antara laminer dan turbulen dapat tidak stabil dan sulit untuk daerah transisi antara laminer dan turbulen dapat tidak stabil dan sulit untuk diperkirakan karena aliran dapat menunjukkan sifat dari daerah
diperkirakan karena aliran dapat menunjukkan sifat dari daerah aliran laminer maupunaliran laminer maupun turbulen atau osilasi antara keduanya. Pada beberapa tempat, aliran turbulen turbulen atau osilasi antara keduanya. Pada beberapa tempat, aliran turbulen dibutuhkan untuk pencampuran zat cair. Pola aliran laminar dan turbulen dibutuhkan untuk pencampuran zat cair. Pola aliran laminar dan turbulen diperlihatkan pada gambar II-6 dibawah ini.
Gambar II-6 :
Gambar II-6 : Pola aliran Turbulen dan LaminerPola aliran Turbulen dan Laminer
Untuk mengetahui jenis aliran fluida dilakukan dengan apa yang disebut dengan Untuk mengetahui jenis aliran fluida dilakukan dengan apa yang disebut dengan bilangan Reynolds (Rd). bilangan Reynolds (Rd). RD = Gaya momentum RD = Gaya momentum Gaya Gesek Gaya Gesek RD = 3160 RD = 3160 х Q х SGх Q х SG (Liquid)(Liquid) (2-17)(2-17) η η хх DD Dimana
Dimana : : Rd Rd = = Bilangan Bilangan ReynoldsReynolds Q
Q = = Laju Laju aliran aliran (m(m33 /menit) /menit) SG
SG = = spesific spesific gravity gravity (g/cm(g/cm33)) η
η = = Koefisien Koefisien kekentalan kekentalan (kg/m(kg/m33)) D
D = = Diameter Diameter pipa pipa (m(m22))
Besarnya bilangan Reynold yang terjadi pada suau aliran dalam pipa dapat Besarnya bilangan Reynold yang terjadi pada suau aliran dalam pipa dapat menunjukkan apakah profil aliran tersebut luminer atau turbulen. Biasanya angka Rd menunjukkan apakah profil aliran tersebut luminer atau turbulen. Biasanya angka Rd <2000 merupakan batas aliran laminer dan angka lebih besar dari
<2000 merupakan batas aliran laminer dan angka lebih besar dari Rd >2300 dikatakanRd >2300 dikatakan aliran turbulen. Sedangkan Rd diantara keduanya dinyatakan sebagai aliran transisi. aliran turbulen. Sedangkan Rd diantara keduanya dinyatakan sebagai aliran transisi. Karakteristik lain yang mempengaruhi pengukuran laju aliran adalah temperatur dan Karakteristik lain yang mempengaruhi pengukuran laju aliran adalah temperatur dan tekanan fluida tersebut, khususnya bila fluida tersebut adalah fluida gas. Hal ini tekanan fluida tersebut, khususnya bila fluida tersebut adalah fluida gas. Hal ini disebabkan karena massa jenis (
disebabkan karena massa jenis ( ρρ) fluida gas sangat dipengaruhi oleh kedua besaran) fluida gas sangat dipengaruhi oleh kedua besaran yang disebutkan diatas.
Jenis aliran fluida didalam pipa
Jenis aliran fluida didalam pipa tergantung pada beberapa faktor, yaitu :tergantung pada beberapa faktor, yaitu : 1.
1. Kecepatan Kecepatan fluida fluida (V)(V) didefinisikan besarnya debit aliran yang mengalirdidefinisikan besarnya debit aliran yang mengalir persatuan luas. persatuan luas. Q Q V V == [[ m/detikm/detik ]] (2-18)(2-18) A A 2.
2. Debit Debit (Q)(Q) didefinisikan suatu kecepatan aliran fluida yang memberikandidefinisikan suatu kecepatan aliran fluida yang memberikan banyaknya volume fluida dalam pipa.
banyaknya volume fluida dalam pipa. Q
Q = A= Aхх VV [[ mm33detikdetik ] ] ((2-19)2-19) Dimana
Dimana V V = = kecepatan kecepatan aliran aliran (m)(m) Q = laju aliran (m
Q = laju aliran (m33)) A = luas pipa (m A = luas pipa (m22))
II.5. Pengenalan Alat Ukur II.5. Pengenalan Alat Ukur
Didalam pabrik-pabrik pengolahan dilengkapi dengan berbagai macam alat Didalam pabrik-pabrik pengolahan dilengkapi dengan berbagai macam alat pengoperasian. Setiap peralatan saling mendukung antara satu peralatan dengan pengoperasian. Setiap peralatan saling mendukung antara satu peralatan dengan peralatan lainnya. Untuk mencapai hasil yang diinginkan maka diperlukan peralatan peralatan lainnya. Untuk mencapai hasil yang diinginkan maka diperlukan peralatan pendukung. Salah satu peralatan pendukung yang penting dalam suatu pabrik adalah pendukung. Salah satu peralatan pendukung yang penting dalam suatu pabrik adalah peralatan instrument pabrik. Peralatan i
peralatan instrument pabrik. Peralatan instrument merupakan bagian dari kelengkapannstrument merupakan bagian dari kelengkapan keterpasanga
keterpasangan peralatan n peralatan yang dapat dipergunakan untuk yang dapat dipergunakan untuk mengetahui dan memperolehmengetahui dan memperoleh sesuatu yang dikehendaki dari suatu kegiatan kerja peralatan mekanik. Salah satu sesuatu yang dikehendaki dari suatu kegiatan kerja peralatan mekanik. Salah satu peralatan instrument yang penting adalah alat ukur. Penggunaan alat ukur dalam peralatan instrument yang penting adalah alat ukur. Penggunaan alat ukur dalam pabrik sangat banyak digunakan, ini bertujuan untuk menjaga agar hasil yang pabrik sangat banyak digunakan, ini bertujuan untuk menjaga agar hasil yang diinginkan sesuai dengan kebutuhan sehingga perlu
diinginkan sesuai dengan kebutuhan sehingga perlu adanya peliharaan/perawaadanya peliharaan/perawatan daritan dari alat ukur.
alat ukur.
Alat-alat ukur instrument yang dipergunakan untuk mengukur dan Alat-alat ukur instrument yang dipergunakan untuk mengukur dan menunjukkan besaran suatu fluida disebut sebagai alat ukur aliran fluida,
1.
1. Alat Alat Ukur Ukur PrimerPrimer
Yang dimaksud dengan alat ukur primer adalah bagian alat ukur yang berfungsi Yang dimaksud dengan alat ukur primer adalah bagian alat ukur yang berfungsi sebagai alat perasa.
sebagai alat perasa. 2.
2. Alat Alat Ukur Ukur SekunderSekunder
Alat ukur sekunder adalah bagian yang mengubah dan menunjukkan besaran Alat ukur sekunder adalah bagian yang mengubah dan menunjukkan besaran aliran yang dirasakan alat
aliran yang dirasakan alat perasa supaya dapat dibaca.perasa supaya dapat dibaca.
Alat ukur yang sering kita jumpai di dalam pabrik dibagi menurut fungsinya yaitu; Alat ukur yang sering kita jumpai di dalam pabrik dibagi menurut fungsinya yaitu; a.
a. Alat Alat Pengukur Pengukur AliranAliran
Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan aliran dari fluida
Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan aliran dari fluida yang mengalir.yang mengalir. b.
b. Alat Alat pengukur pengukur tekanantekanan
Alat yang digunakan untuk mengukur dan menunjukkan besaran tekanan dari Alat yang digunakan untuk mengukur dan menunjukkan besaran tekanan dari fluida.
fluida. c.
c. Alat Alat pengukur pengukur tinggi tinggi permukaan permukaan cairancairan Alat yang digunakan untuk
Alat yang digunakan untuk mengukur ketinggian permukaan fluidamengukur ketinggian permukaan fluida d.
d. Alat Alat pengukur pengukur temperaturetemperature Alat yang digunakan untuk
Alat yang digunakan untuk mengukur dan menunjukkan besaran temperatur.mengukur dan menunjukkan besaran temperatur.
II.5.1. Tujuan pengukuran aliran fluida II.5.1. Tujuan pengukuran aliran fluida
Tujuan dari pada pengukuran aliran fluida adalah Tujuan dari pada pengukuran aliran fluida adalah 1.
1. Untuk Untuk mencegamencegah h kerusakan kerusakan peralatanperalatan 2.
2. Mendapatkan Mendapatkan mutu mutu produksi yproduksi yang ang diingidiinginkan nkan dandan 3.
II.6. Jenis Alat Ukur Aliran Fluida II.6. Jenis Alat Ukur Aliran Fluida
Jenis alat ukur aliran fluida yang paling banyak digunakan diantara alat ukur Jenis alat ukur aliran fluida yang paling banyak digunakan diantara alat ukur lainnya adalah alat ukur aliran fluida jenis beda tekanan. Hal ini dikarenakan oleh lainnya adalah alat ukur aliran fluida jenis beda tekanan. Hal ini dikarenakan oleh konstruksinya yang sederhana dan pemasangannya yang mudah. Alat ukur
konstruksinya yang sederhana dan pemasangannya yang mudah. Alat ukur aliran bedaaliran beda tekanan dibagi atas empat jenis :
tekanan dibagi atas empat jenis : 1.
1. Venturi MeterVenturi Meter 2.
2. Plat OrificePlat Orifice 3.
3. NozzleNozzle 4.
4. Pitot TubePitot Tube
II.6.1. Tabung Venturi II.6.1. Tabung Venturi Tabung Venturi
Tabung Venturi adalah suatu alat yang terdiri dari pipa dengan penyempitanadalah suatu alat yang terdiri dari pipa dengan penyempitan dibagian tengah yang dipasang di dalam suatu pipa aliran untuk mengukur kecepatan dibagian tengah yang dipasang di dalam suatu pipa aliran untuk mengukur kecepatan aliran suatu zat cair. Fluida yang digunakan pada venturi meter ini dapat berupa cairan aliran suatu zat cair. Fluida yang digunakan pada venturi meter ini dapat berupa cairan gas dan uap.
gas dan uap.
Tabung Venturi ini merupakan alat primer dari pengukuran aliran yang Tabung Venturi ini merupakan alat primer dari pengukuran aliran yang berfungsi untuk mendapatkan beda tekanannya dapat dilihat pada gambar II-7. berfungsi untuk mendapatkan beda tekanannya dapat dilihat pada gambar II-7. Sedangkan alat untuk menunjukkan besaran aliran fluida yang diukur atau alat Sedangkan alat untuk menunjukkan besaran aliran fluida yang diukur atau alat sekundernya adalah manometer tabung U. Tabung Venturi memiliki kerugian praktek sekundernya adalah manometer tabung U. Tabung Venturi memiliki kerugian praktek tertentu karena harganya mahal, memerlukan ruang yang besar dan rasio diameter tertentu karena harganya mahal, memerlukan ruang yang besar dan rasio diameter throatnya dengan diameter pipa tidak dapat diubah.
throatnya dengan diameter pipa tidak dapat diubah.
Untuk sebuah tabung venturi tertentu dan sistem manometer tertentu, Untuk sebuah tabung venturi tertentu dan sistem manometer tertentu, kecepatan aliran yang dapat diukur adalah tetap sehingga jika kecepatan aliran maka kecepatan aliran yang dapat diukur adalah tetap sehingga jika kecepatan aliran maka diameter throatnya dapat diperbesar untuk memberikan pembacaan yang akurat atau diameter throatnya dapat diperbesar untuk memberikan pembacaan yang akurat atau diperkecil untuk mengakomodasi kecepatan aliran maksimum yang baru.
Pada venturi ini fluida masuk melalui bagian inlet dan diteruskan kebagaian Pada venturi ini fluida masuk melalui bagian inlet dan diteruskan kebagaian inle cone. Pada bagian inlet ini ditempatkan titik pengambilan tekanan awal. Pada inle cone. Pada bagian inlet ini ditempatkan titik pengambilan tekanan awal. Pada bagian inlet cone fluida akan mengalami penurunan tekanan yang disebabkan oleh bagian inlet cone fluida akan mengalami penurunan tekanan yang disebabkan oleh bagian inlet cone yang berbentuk kerucut atau semakin mengecil kebagian throat. bagian inlet cone yang berbentuk kerucut atau semakin mengecil kebagian throat. Kemudian fluida akan masuk kebagian throat, pada bagian throat i
Kemudian fluida akan masuk kebagian throat, pada bagian throat i nilah tempat-tempatnilah tempat-tempat pengambilan tekanan akhir dimana throat ini berbentuk bulat datar. Laju fluida akan pengambilan tekanan akhir dimana throat ini berbentuk bulat datar. Laju fluida akan melewati bagian akhir dari tabung venturi yaitu outlet cone. Outlet cone ini berbentuk melewati bagian akhir dari tabung venturi yaitu outlet cone. Outlet cone ini berbentuk kerucut dimanan bagian kecil berada pada throat dan pada outlet cone ini tekanan kerucut dimanan bagian kecil berada pada throat dan pada outlet cone ini tekanan akan kembali normal.
akan kembali normal.
Jika aliran melalui tabung venturi benar-benar tanpa gesekan, maka tekanan Jika aliran melalui tabung venturi benar-benar tanpa gesekan, maka tekanan fluida yang meninggalkan meteran tentulah sama persis dengan tekanan fluida yang fluida yang meninggalkan meteran tentulah sama persis dengan tekanan fluida yang memasuki meteran dan keberadaan meteran dalam jalur tersebut tidak akan memasuki meteran dan keberadaan meteran dalam jalur tersebut tidak akan menyebabk
menyebabkan kehilangan tekanan yang bersifat an kehilangan tekanan yang bersifat permanen dalam tekanan.permanen dalam tekanan.
Penurunan tekanan pada inlet cone akan dipulihkan dengan sempurna pada Penurunan tekanan pada inlet cone akan dipulihkan dengan sempurna pada outlet cone. Gesekan tidak dapat ditiadakan dan juga kehilangan tekanan yang outlet cone. Gesekan tidak dapat ditiadakan dan juga kehilangan tekanan yang permanen dalam sebuah meteran yang dirancang dengan tepat.
permanen dalam sebuah meteran yang dirancang dengan tepat.
Gambar II-7.
Tabung Venturi terdiri dari 4 bagian yaitu: Tabung Venturi terdiri dari 4 bagian yaitu: a.
a. Bagian Bagian inletinlet
Bagian yang berbentuk lurus dengan diameter yang sama seperti diameter pipa Bagian yang berbentuk lurus dengan diameter yang sama seperti diameter pipa atau cerobong aliran. Lobang pengambilan tekanan awal ditempatkan pada atau cerobong aliran. Lobang pengambilan tekanan awal ditempatkan pada bagian ini.
bagian ini. b.
b. Inlet Inlet conecone
Bagian inlet yang berbentuk seperti kerucut yang berfungsi untuk menaikkan Bagian inlet yang berbentuk seperti kerucut yang berfungsi untuk menaikkan tekanan fluida
tekanan fluida c.
c. Throat Throat (leher)(leher)
Bagian tempat pengambilan beda tekanan akhir, dimana pada bagian ini Bagian tempat pengambilan beda tekanan akhir, dimana pada bagian ini berbentuk bulat datar. Hal ini dimaksudkan agar tidak mengurangi atau berbentuk bulat datar. Hal ini dimaksudkan agar tidak mengurangi atau menambah kecep
menambah kecepatan dari aliran atan dari aliran yang keluar dari inlet coneyang keluar dari inlet cone d.
d. Outlet Outlet conecone
Bagian akhir dari venturi
Bagian akhir dari venturi meter yang merupakan kebalikan dari inlet cone.meter yang merupakan kebalikan dari inlet cone.
II.6.2. Plat Orifice II.6.2. Plat Orifice Plat orifice
Plat orifice merupakan pengukur aliran yang paling murah, paling mudahmerupakan pengukur aliran yang paling murah, paling mudah pemasangannya tetapi kecil juga ketelitiannya di antara pengukur-pengukur aliran pemasangannya tetapi kecil juga ketelitiannya di antara pengukur-pengukur aliran jenis
jenis head head flow flow meter. meter. Pelat Pelat orifice orifice merupakan plat merupakan plat yang berlubang yang berlubang dengan pirindengan piringangan tajam. Pelat-pelat ini terbuat dari bahan-bahan yang kuat. selain terbuat dari logam, tajam. Pelat-pelat ini terbuat dari bahan-bahan yang kuat. selain terbuat dari logam, ada juga orificenya yang terbuat dari plastic agar tidak terpengaruh oleh fluida yang ada juga orificenya yang terbuat dari plastic agar tidak terpengaruh oleh fluida yang menglir (erosi atau korosi).
II.6.3. Nozzle II.6.3. Nozzle
Flow nozzle
Flow nozzle sama halnya dengan Plat Orifice yaitu terpasang diantara duasama halnya dengan Plat Orifice yaitu terpasang diantara dua flens. Flow nozzle biasa digunakan untuk aliran fluida yang besar, sedangkan plat flens. Flow nozzle biasa digunakan untuk aliran fluida yang besar, sedangkan plat orifice digunakan untuk aliran fluida yang kecil. Karena flow nozzle mempunyai orifice digunakan untuk aliran fluida yang kecil. Karena flow nozzle mempunyai lubang besar dan kehilangan tekanan lebih kecil dari pada plat orifice sehingga flow lubang besar dan kehilangan tekanan lebih kecil dari pada plat orifice sehingga flow nozzle dipakai untuk fluida kecepatan tinggi seperti uap tekanan tinggi pada nozzle dipakai untuk fluida kecepatan tinggi seperti uap tekanan tinggi pada temperatur tinggi dan untuk penyediaan air ketel. Flow nozzle ini merupakan alat temperatur tinggi dan untuk penyediaan air ketel. Flow nozzle ini merupakan alat primer dari pengukuran aliran yang berfungsi untuk mendapatkan beda tekanannya. primer dari pengukuran aliran yang berfungsi untuk mendapatkan beda tekanannya. Sedangkan alat untuk menunjukkan besaran aliran fluida yang diukur atau alat Sedangkan alat untuk menunjukkan besaran aliran fluida yang diukur atau alat sekundernya adalah berupa manometer. Pada flow nozzle kecepatan bertambah dan sekundernya adalah berupa manometer. Pada flow nozzle kecepatan bertambah dan tekanan semakin berkurang seperti dalam venturi meter. Dan alir
tekanan semakin berkurang seperti dalam venturi meter. Dan alir an fluida akan keluaran fluida akan keluar secara bebas setelah melewati lubang flow nozzle sama seperti pada plat
secara bebas setelah melewati lubang flow nozzle sama seperti pada plat orifice.orifice. Flow nozzle terdiri dari dua
Flow nozzle terdiri dari dua bagian utama dapat dilihat pada gambar II-8, yaitubagian utama dapat dilihat pada gambar II-8, yaitu bagian yang melengkung dan bagian yang silinder. Pada flow nozzle tap-up stream bagian yang melengkung dan bagian yang silinder. Pada flow nozzle tap-up stream atau tap awal ditempatkan pada jarak yang sama dengan diameter dari pipa yang atau tap awal ditempatkan pada jarak yang sama dengan diameter dari pipa yang digunakan, sedangkan untuk tap-down stream atau tap akhir ditempatkan pada jarak digunakan, sedangkan untuk tap-down stream atau tap akhir ditempatkan pada jarak setengah dari diameter pipa
setengah dari diameter pipa yang digunakan.yang digunakan.
Gambar II-8 :
II.6.4. Pitot Tubes II.6.4. Pitot Tubes
Nama pitot tubes datang dari konsepsi Henry De Pitot Pada tahun 1732. Pitot Nama pitot tubes datang dari konsepsi Henry De Pitot Pada tahun 1732. Pitot tubes mengukur besaran aliran fluida dengan jalan menghasilkan beda tekanan yang tubes mengukur besaran aliran fluida dengan jalan menghasilkan beda tekanan yang diberikan oleh kecepatan fluida itu sendiri, dapat dilihat pada gambar II-9, sama diberikan oleh kecepatan fluida itu sendiri, dapat dilihat pada gambar II-9, sama halnya seperti plat orifice, pitot tubes membutuhkan dua lubang pengukur tekanan halnya seperti plat orifice, pitot tubes membutuhkan dua lubang pengukur tekanan untuk menghasilkan sesuatu beda tekanan. Pada pitot tube ini biasanya fluida yang untuk menghasilkan sesuatu beda tekanan. Pada pitot tube ini biasanya fluida yang digunakan adalah jenis cairan dan gas. Pitot tubes terbuat dari stainless steel dan digunakan adalah jenis cairan dan gas. Pitot tubes terbuat dari stainless steel dan kuningan.
kuningan.
Gambar II-9 :
Gambar II-9 : Pitot TubePitot Tube
Pada dasarnya prinsip kerja dari keempat alat ini sama yaitu bila aliran fluida Pada dasarnya prinsip kerja dari keempat alat ini sama yaitu bila aliran fluida yang menglir melalui alat ini maka akan terjadi perbedaan tekanan sebelum dan yang menglir melalui alat ini maka akan terjadi perbedaan tekanan sebelum dan sesudah alat ini. Beda tekanan menjadi lebih besar bila laju arus yang diberikan sesudah alat ini. Beda tekanan menjadi lebih besar bila laju arus yang diberikan kepada alat ini bertambah.
