• Tidak ada hasil yang ditemukan

Aliran Zat Cair Dalam Pipa

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2018

Membagikan "Aliran Zat Cair Dalam Pipa"

Copied!
20
0
0

Teks penuh

(1)

Konsep Aliran Zat Cair

Konsep Aliran Zat Cair

Melalui (Dalam) Pipa

Melalui (Dalam) Pipa

(2)

Konsep Aliran Melalui Pipa

Konsep Aliran Melalui Pipa

1. Pers. Konstinuitas

1. Pers. Konstinuitas

Q

A

1

.

V

1

A

2

.

V

2

konstn

Ada tiga persamaan dasar dalam Mekanika Fluida dan

Ada tiga persamaan dasar dalam Mekanika Fluida dan

Hidrolika yang berkaitan dengan pengaliran air

Hidrolika yang berkaitan dengan pengaliran air

dalam pipa yaitu persamaan Kontinuitas, Momentum

dalam pipa yaitu persamaan Kontinuitas, Momentum

dan pers. Energi. Untuk aliran mantap dan satu

dan pers. Energi. Untuk aliran mantap dan satu

dimensi persamaan energi dapat disederhanakan

dimensi persamaan energi dapat disederhanakan

menjadi persamaan Bernoulli. Ketiga bentuk

menjadi persamaan Bernoulli. Ketiga bentuk

persamaan tersebut adalah sebagai berikut :

persamaan tersebut adalah sebagai berikut :

Dengan : Dengan :

Q : debit aliran Q : debit aliran

A : luas tampang aliran A : luas tampang aliran

V : kecepatan rerata aliran pada tampang tersebut. V : kecepatan rerata aliran pada tampang tersebut.

Indeks 1 dan 2 menunjukan nomor tampang aliran yang ditinjau Indeks 1 dan 2 menunjukan nomor tampang aliran yang ditinjau

2. Pers. Momentum

2. Pers. Momentum

.

(

)

1

2

V

V

Q

F

Dengan :

Dengan :

F : gaya yang ditimbulkan oleh aliran zat cair

F : gaya yang ditimbulkan oleh aliran zat cair

(3)

3. Pers. Bernoulli :

3. Pers. Bernoulli :

(4)
(5)

Ada dua jenis aliran dari fluida-fluida nyata, dan

harus dipahami dan diselidiki. Aliran-aliran itu

disebut aliran laminer dan aliran turbulen. Kedua

jenis aliran tersebut diatur oleh hukum-hukum yang

berbeda.

1.

Aliran Laminer

Dalam aliran laminer partikel-partikel fluidanya bergerak di

sepanjang lintasan-lintasan lurus, sejajar dalam

lapisan-lapisan atau laminae. Besarnya kecepatan-kecepatan dari

laminae yang berdekatan tidak sama. Aliran laminer diatur

oleh hukum yang menghubungan tegangan geser ke laju

perubahan bentuk sudut, yaitu hasilkali kekentalan dan

gradien kecepatan

2.

Kecepatan kritis

(6)

3.

3.

Bilangan Reynolds

Bilangan Reynolds

Bilangan Reynolds, yang tak berdemensi, menyatakan

Bilangan Reynolds, yang tak berdemensi, menyatakan

perbandingan gaya-gaya inersia terhadap gaya-gaya

perbandingan gaya-gaya inersia terhadap gaya-gaya

kental. Untuk pipa-pipa bundar yang mengalir penuh,

kental. Untuk pipa-pipa bundar yang mengalir penuh,

 

(

2

)

.

.

Re

ynolds

R

V

d

atau

Vd

V

r

0

Bilangan

E

Dimana : Dimana : V

V : kecepatan rata-rata dalam m/det : kecepatan rata-rata dalam m/det d

d : garis tengah pipa dalam m, r : garis tengah pipa dalam m, r00:jari-jari pipa dalam m:jari-jari pipa dalam m

: kekentalan kinematik fluida dalam m: kekentalan kinematik fluida dalam m22/dtk/dtk

: rapat massa fluida dalam kg/m: rapat massa fluida dalam kg/m33

: kekentalan mutlak dalam Pa dtk: kekentalan mutlak dalam Pa dtk

Untuk irisan penampang yang tak bundar, perbandingan luas

Untuk irisan penampang yang tak bundar, perbandingan luas

irisan penampang terhadap keliling yang basah, disebut

irisan penampang terhadap keliling yang basah, disebut

jari-jari hidrolik R (dalam m), digunakan dalam bilangan

jari-jari hidrolik R (dalam m), digunakan dalam bilangan

Reynolds. Pernyataan tersebut menjadi:

Reynolds. Pernyataan tersebut menjadi:

)

4

(

R

V

(7)

4.

4.

Aliran TurbulenAliran Turbulen

Dalam aliran turbulen partikel-partikel fluidanya bergerak secara

Dalam aliran turbulen partikel-partikel fluidanya bergerak secara

serampangan ke semua arah. Tidaklah mungkin untuk menjejaki

serampangan ke semua arah. Tidaklah mungkin untuk menjejaki

gerakan sebuah partikel tersendiri. Tegangan geser untuk aliran

gerakan sebuah partikel tersendiri. Tegangan geser untuk aliran

turbulen dapat dinyatakan sebagai.

turbulen dapat dinyatakan sebagai.

: sebuah faktor yang tergantung pada rapat fluida dan gerakan : sebuah faktor yang tergantung pada rapat fluida dan gerakan

fluida, yang menyatakan efek dari gerak turbulen. fluida, yang menyatakan efek dari gerak turbulen.

: faktor yang menyatakan efek-efek dari gerak kental: faktor yang menyatakan efek-efek dari gerak kental

Tegangan geser dari Aliran Turbulen

Tegangan geser dari Aliran Turbulen

percobaan :Prandtl

percobaan :Prandtl

Menyatakan bahwa sebuah persamaan

Menyatakan bahwa sebuah persamaan

dalam aliran turbulen yaitu

dalam aliran turbulen yaitu

panjang campuran

panjang campuran ((l)l) dari sebuah dari sebuah fungsi

fungsi yy. makin besar jarak . makin besar jarak yy dari dari dinding pipa makin besar

dinding pipa makin besar (l) (l)

Tegangan geser dari Aliran Turbulen Tegangan geser dari Aliran Turbulen

percobaan : Von Karman,

(8)
(9)
(10)

5.

5.

TEGANGAN GESER pada DINDING PIPATEGANGAN GESER pada DINDING PIPA

Tegangan geser pada dinding pipa dinyatakan sebagai.

Tegangan geser pada dinding pipa dinyatakan sebagai.

8

f : sebuah faktor yang tak berdimensi : sebuah faktor yang tak berdimensi

Variasi geser pada suatu irisan

Variasi geser pada suatu irisan

penampang nya adalah :

penampang nya adalah :

r

L

Distribusi kecepatan pada suatu irisan

Distribusi kecepatan pada suatu irisan

penampang akan mengikuti hukum

penampang akan mengikuti hukum

variasi parabolik untuk aliran laminer.

variasi parabolik untuk aliran laminer.

Kecepatan maksimum berada ditengah

Kecepatan maksimum berada ditengah

pipa dan dua kali kecepatan

pipa dan dua kali kecepatan

rata-ratanya. Persamaan profil kecepatan

ratanya. Persamaan profil kecepatan

untuk aliran Laminer adalah:

untuk aliran Laminer adalah:

2

Untuk aliran Turbulen Untuk aliran Turbulen

dari Nikuradse

n=1/7 utk tabung mulus Re =100.000

n=1/7 utk tabung mulus Re =100.000

n=1/8 utk tabung mulus Re dari 100.000 – 400.000

(11)

Penurunan Head untuk aliran Laminer

Penurunan Head untuk aliran Laminer

dinyatakan oleh persamaan Hagan-Poiseuille,

dinyatakan oleh persamaan Hagan-Poiseuille,

2

.

Dalam suku-suku kekentalan kinematik, karena

Dalam suku-suku kekentalan kinematik, karena

Rumus Darcy-Weisbach, merupakan dasar Rumus Darcy-Weisbach, merupakan dasar menghitung head turun untuk aliran fluida menghitung head turun untuk aliran fluida

dalam pipa-pipa dan saluran-saluran. dalam pipa-pipa dan saluran-saluran.

FAKTOR GESEKAN

FAKTOR GESEKAN

Faktor gesekan

Faktor gesekan ƒ ƒ dapat diturunkan secara matematis untuk aliran dapat diturunkan secara matematis untuk aliran

laminer, tetapi tak ada hubungan matematis yang sederhana untuk

laminer, tetapi tak ada hubungan matematis yang sederhana untuk

variasi

variasi ƒ ƒ dengan bilangan Reynolds yang tersedia untuk aliran dengan bilangan Reynolds yang tersedia untuk aliran Turbulen.

Turbulen.

Nikuradse menemukan kekasaran relatif pipa (perbandingan ukuran ke

Nikuradse menemukan kekasaran relatif pipa (perbandingan ukuran ke

tidak sempurnaan permukaan terhadap garis tengah dalam pipa)

tidak sempurnaan permukaan terhadap garis tengah dalam pipa)

Untuk aliran laminer disemua fluida harga ƒ adalah : 64/Re

Untuk aliran laminer disemua fluida harga ƒ adalah : 64/Re

(12)

Faktor gesekan (

Faktor gesekan (

ƒ

ƒ

)Untuk Aliran

)Untuk Aliran

Turbulen

1. Untuk pipa mulus dan kasar

2. Untuk pipa mulus dari Blasius, Re=3.000-100.000 menganjuran

3. Untuk pipa mulus dan kasar

Untuk, Re sampai kira-kira 3.000.000, pers von

Karman dari Prandtl

74

4. Untuk semua pipa, menghitung

ƒ

dari Lembaga Hidrolika

(13)

Problema Aliran Zat Cair Dalam Pipa

Problema Aliran Zat Cair Dalam Pipa

1.

1.

Air mengalir melalui pipa dengan diameter mengecil

Air mengalir melalui pipa dengan diameter mengecil

secara berangsur-angsur dari 15 cm menjadi 10 cm.

secara berangsur-angsur dari 15 cm menjadi 10 cm.

Kecepatan aliran pada tampang pipa dengan diameter

Kecepatan aliran pada tampang pipa dengan diameter

besar adala 1,5 m/d.

besar adala 1,5 m/d.

Hitung

Hitung

debit aliran. Hitung pula

debit aliran. Hitung pula

kecepatan aliran pada tampang dengan diameter kecil.

kecepatan aliran pada tampang dengan diameter kecil.

2.

2.

Air mengalir melalui pipa 1 dengan diameter 15 cm yang

Air mengalir melalui pipa 1 dengan diameter 15 cm yang

kemudian bercabang menjadi dua pipa yaitu pipa 2 dan 3, yang

kemudian bercabang menjadi dua pipa yaitu pipa 2 dan 3, yang

masing-masing berdiameter 10 cm dan 5 cm. Kecepatan di pipa 2

masing-masing berdiameter 10 cm dan 5 cm. Kecepatan di pipa 2

adalah 1,5 kali kecepatan pipa 1.

adalah 1,5 kali kecepatan pipa 1.

Hitung debit aliran

Hitung debit aliran

apabila

apabila

kecepatan maksimum di semua pipa tidak boleh lebih dari 3 m/d.

kecepatan maksimum di semua pipa tidak boleh lebih dari 3 m/d.

3.

3.

Hitung

Hitung

energi total air yang mengalir melalui pipa dengan

energi total air yang mengalir melalui pipa dengan

tekanan 2,0 kgf/cm

tekanan 2,0 kgf/cm

22

dan kecepatan 6 m/d. sumbu pipa berada 10

dan kecepatan 6 m/d. sumbu pipa berada 10

m di atas garis referensi.

m di atas garis referensi.

4.

4.

Pipa horisontal dengan panjang 50 m mempunyai diameter yang

Pipa horisontal dengan panjang 50 m mempunyai diameter yang

mengecil dari 50 cm menjadi 25 cm. Debit aliran adalah 0,05 m

mengecil dari 50 cm menjadi 25 cm. Debit aliran adalah 0,05 m

33

/

/

d. tekanan pada pipa dengan diameter besar adalah 100 kPa.

d. tekanan pada pipa dengan diameter besar adalah 100 kPa.

Hitung

Hitung

tekanan pada tampang dengan diameter kecil.

tekanan pada tampang dengan diameter kecil.

5.

5.

Air mengalir melalui pipa horisontal sepanjang 100 m dan

Air mengalir melalui pipa horisontal sepanjang 100 m dan

mempunyai diameter yang mengecil dari 20 cm menjadi 10 cm.

mempunyai diameter yang mengecil dari 20 cm menjadi 10 cm.

perbedaan tekanan pada kedua ujung pipa adalah 1 kgf/cm

perbedaan tekanan pada kedua ujung pipa adalah 1 kgf/cm

22

.

.

Hitung

(14)

6.

6.

Pipa dengan diameter mengecil dari 10 cm di A menjadi 5 cm di B.

Pipa dengan diameter mengecil dari 10 cm di A menjadi 5 cm di B.

Titik A adalah 5 m di atas titik B. Kecepatan aliran di A adalah 2 m/d.

Titik A adalah 5 m di atas titik B. Kecepatan aliran di A adalah 2 m/d.

Hitung

Hitung

tekanan di B apabila tekanan di A adalah 100 kPa.

tekanan di B apabila tekanan di A adalah 100 kPa.

7.

7.

Air mengalir melalui pipa sepanjang 100 m dan diameter 10 cm di titik

Air mengalir melalui pipa sepanjang 100 m dan diameter 10 cm di titik

A menuju titik B. Koefisien gesek

A menuju titik B. Koefisien gesek

ƒ

ƒ

=0,015. Perbedaan tekanan di titik

=0,015. Perbedaan tekanan di titik

A dan B adalah 1 kgf/cm

A dan B adalah 1 kgf/cm

22

Hitung

Hitung

debit aliran.

debit aliran.

8.

8.

Air mengalir dari kolam A menuju kolam B melalui pipa sepanjang

Air mengalir dari kolam A menuju kolam B melalui pipa sepanjang

100 m dan mempunyai diameter 10 cm. perbedaan elevasi muka air

100 m dan mempunyai diameter 10 cm. perbedaan elevasi muka air

kedua kolam adalah 5 cm. Koefesien gesekan pada pipa

kedua kolam adalah 5 cm. Koefesien gesekan pada pipa

ƒ =0,015;

ƒ =0,015;

sedang koefisien kehilangan tenaga karena perbedaan penampang

sedang koefisien kehilangan tenaga karena perbedaan penampang

pada sambungan antara pipa dan kolam A dan B adalah k

pada sambungan antara pipa dan kolam A dan B adalah k

AA

=0,5 dan

=0,5 dan

k

k

BB

=1. Hitung debit aliran.

=1. Hitung debit aliran.

9.

9.

Saluran pipa yang digunakan untuk mengalirkan minyak dengan rapat

Saluran pipa yang digunakan untuk mengalirkan minyak dengan rapat

relatif 0,8 dan pipa tersebut berubah ukuran dari 25 cm di tampang P

relatif 0,8 dan pipa tersebut berubah ukuran dari 25 cm di tampang P

menjadi 60 cm pada tampang Q. Tampang P berbeda 4,0 m di bawah

menjadi 60 cm pada tampang Q. Tampang P berbeda 4,0 m di bawah

tampang Q dan tekanannya berturut-turut adalah 1,0 kgf/cm

tampang Q dan tekanannya berturut-turut adalah 1,0 kgf/cm

22

dan 0,7

dan 0,7

kgf/cm

kgf/cm

22

. Apabila debit aliran adalah 0,2 m

. Apabila debit aliran adalah 0,2 m

33

/det. Hitung kehilangan

/det. Hitung kehilangan

tenaga dan arah aliran.

tenaga dan arah aliran.

10.

10.

Pipa CD sepanjang 30 m disambungkan pada saluran pipa dengan

Pipa CD sepanjang 30 m disambungkan pada saluran pipa dengan

membentuk 60

membentuk 60

oo

terhadap horisontal. Di C yang elevasinya lebih tinggi,

terhadap horisontal. Di C yang elevasinya lebih tinggi,

diameter pipa adalah 15 cm. di D yang diameternya 30 cm

diameter pipa adalah 15 cm. di D yang diameternya 30 cm

tekanannya adalah 4,5 kgf/cm

tekanannya adalah 4,5 kgf/cm

22

dan kecepatannya 2,5 m/d.

dan kecepatannya 2,5 m/d.

Kehilangan tenaga diabaikan. Hitung tekanan di C. Apabila air

Kehilangan tenaga diabaikan. Hitung tekanan di C. Apabila air

mengalir dari elevasi rendah ke elevasi tinggi dan kehilangan tenaga

mengalir dari elevasi rendah ke elevasi tinggi dan kehilangan tenaga

gesekan adalah 4 m air, Hitung perbedaan tekanan di C dan D.

(15)

11.

11.

Pipa vertikal AB mengalirkan air. Diameter A dan B adalah 10 cm Pipa vertikal AB mengalirkan air. Diameter A dan B adalah 10 cm dan 5 cm. Titik B berada 4 m di bawah A dan apabila debit aliran

dan 5 cm. Titik B berada 4 m di bawah A dan apabila debit aliran

ke arah bawah adalah 0,013 m

ke arah bawah adalah 0,013 m33/d, tekanan di B adalah 0,14 kgf//d, tekanan di B adalah 0,14 kgf/ cm

cm22 lebih besar dari tekanan di A. dianggap bahwa kehilangan lebih besar dari tekanan di A. dianggap bahwa kehilangan

tenaga antara A dan B dapat diberikan oleh bentuk k.V

tenaga antara A dan B dapat diberikan oleh bentuk k.V22AA/2g /2g doimana VA adalah kecepatan di A. Hitung koefisien k.

doimana VA adalah kecepatan di A. Hitung koefisien k.

12.

12.

Pipa vertikal AB dengan elevasi tampang A lebih tinggi dari Pipa vertikal AB dengan elevasi tampang A lebih tinggi dari tampang B digunakan untuk mengalirkan air. Diameter tampang

tampang B digunakan untuk mengalirkan air. Diameter tampang

A adalah 10 cm dan kemudian berangsur-angsur mengecil

A adalah 10 cm dan kemudian berangsur-angsur mengecil

sehingga diameter tampang B menjadi 5 cm. Pada tampang A

sehingga diameter tampang B menjadi 5 cm. Pada tampang A

dan B dipasang alat pengukur tekanan. Apabila debit aliran

dan B dipasang alat pengukur tekanan. Apabila debit aliran

menuju ke atas adalah 1,0 m

menuju ke atas adalah 1,0 m33 tiap menit, perbedaan tekanan di A tiap menit, perbedaan tekanan di A

dan B adalah 0,3 kgf/cm

dan B adalah 0,3 kgf/cm22. Dianggap bahwa kehilangan tenaga . Dianggap bahwa kehilangan tenaga

karena gesekan merupakan fungsi dari kuadrat kecepatan.

karena gesekan merupakan fungsi dari kuadrat kecepatan.

Tentukan Debit aliran apabila tidak ada perbedaan tekanan pada

Tentukan Debit aliran apabila tidak ada perbedaan tekanan pada

kedua alat pengukur tekanan dan air mengalir ke bawah.

kedua alat pengukur tekanan dan air mengalir ke bawah.

13.

13.

Venturimeter horisontal dengan diameter pipa masuk dan leher Venturimeter horisontal dengan diameter pipa masuk dan leher adalah 16 cm dan 8 cm digunakan untuk mengukur aliran minyak

adalah 16 cm dan 8 cm digunakan untuk mengukur aliran minyak

dengan rapat relatif 0,8. Debit aliran adalah 0,05 m

dengan rapat relatif 0,8. Debit aliran adalah 0,05 m33/det. Apabila /det. Apabila

koefisien dari venturimeter adalah satu, tentukan perbedaan

koefisien dari venturimeter adalah satu, tentukan perbedaan

elevasi permukaan air raksa di dalam manometer

elevasi permukaan air raksa di dalam manometer

14.

14.

Venturimeter mempunyai diameter 100cm pada pipa masuk dan Venturimeter mempunyai diameter 100cm pada pipa masuk dan 60 cm pada leher melewatkan air. Perbedaan tekanan antara

60 cm pada leher melewatkan air. Perbedaan tekanan antara

pipa dan leher diukur dengan manometer berisi air raksa yang

pipa dan leher diukur dengan manometer berisi air raksa yang

menunjukan perbedaan permukaan sebesar 5 cm. Hitung debit

menunjukan perbedaan permukaan sebesar 5 cm. Hitung debit

melalui venturimeter dan kecepatan pada leher. Koefisien alat

melalui venturimeter dan kecepatan pada leher. Koefisien alat

adalah 0,98.

(16)

15.

15.

Suatu pancaran air menghantam plat datar. Luas tampang dan

Suatu pancaran air menghantam plat datar. Luas tampang dan

kecepatan pancaran adalah

kecepatan pancaran adalah

ᾱ dan V

ᾱ dan V

. Rapat massa air adalah

. Rapat massa air adalah

.

.

Hitung gaya yang ditimbulkan oleh pancaran air pada plat,

Hitung gaya yang ditimbulkan oleh pancaran air pada plat,

apabila:

apabila:

a.

a. Plat vertikal dan tetapPlat vertikal dan tetap b.

b. Plat miring dengan membentuk sudut Plat miring dengan membentuk sudut  terhadap horisontal terhadap horisontal

c.

c. Plat vertikal dan bergerak dengan kecepatan v.Plat vertikal dan bergerak dengan kecepatan v. d.

d. Terdapat satu seri (sejumlah) plat yang bergerak dengan kecepatan Terdapat satu seri (sejumlah) plat yang bergerak dengan kecepatan v.

v.

16.

16.

Pancaran air dari suatu curat mengenai plat vertikal. Debit aliran

Pancaran air dari suatu curat mengenai plat vertikal. Debit aliran

adalah 0,025 m

adalah 0,025 m

33

/det dan diameter curat adalah 5 cm. Hitung

/det dan diameter curat adalah 5 cm. Hitung

gaya yang diperlukan untuk menahan plat.

gaya yang diperlukan untuk menahan plat.

17.

17.

Lubang berdiameter 5 cm yang berada pada dinding tangki yang

Lubang berdiameter 5 cm yang berada pada dinding tangki yang

berisi air memancarkan air dan menghantam benda seperti

berisi air memancarkan air dan menghantam benda seperti

terlihat dalam gambar. Berat benda 175 N dan koefisien gesekan

terlihat dalam gambar. Berat benda 175 N dan koefisien gesekan

antara benda dan lantai adalah

antara benda dan lantai adalah

ƒ=0,6.

ƒ=0,6.

Koefisien kontraksi dan

Koefisien kontraksi dan

debit adalah C

debit adalah C

cc

=0,62 dan C

=0,62 dan C

dd

=0,6. Hitung kedalaman air terhadap

=0,6. Hitung kedalaman air terhadap

pusat lobang sedemikian sehingga benda mulai bergerak.

pusat lobang sedemikian sehingga benda mulai bergerak.

18.

18.

Curat berdiameter 5 cm memancarkan air dalam arah horisontal

Curat berdiameter 5 cm memancarkan air dalam arah horisontal

dengan debit aliran 0,045 m

dengan debit aliran 0,045 m

33

/det. Pancaran tersebut

/det. Pancaran tersebut

menghantam plat vertikal yang bergerak searah dengan pancaran

menghantam plat vertikal yang bergerak searah dengan pancaran

dengan kecepatan 10 m/det. Hitung gaya yang ditimbulkan oleh

dengan kecepatan 10 m/det. Hitung gaya yang ditimbulkan oleh

pancaran pada plat.

(17)

19.

19.

Pancaran air dengan luas tampang pancaran Pancaran air dengan luas tampang pancaran ᾱ dan kecepatan V ᾱ dan kecepatan V menghantam plat lengkung dengan membentuk sudut

menghantam plat lengkung dengan membentuk sudut

terhadap horisontal seperti terlihat dalam gambar. Setelah

terhadap horisontal seperti terlihat dalam gambar. Setelah

menghantam plat pancaran tersebut meninggalkan plat dengan

menghantam plat pancaran tersebut meninggalkan plat dengan

lintasan yang membentuk sudut

lintasan yang membentuk sudut terhadap horisontal. terhadap horisontal.

Berapakah gaya yang ditimbulkan oleh pancaran pada plat

Berapakah gaya yang ditimbulkan oleh pancaran pada plat

lengkung?

lengkung?

20.

20.

Pancaran air berdiameter 5 cm dan kecepatan 10 m/d Pancaran air berdiameter 5 cm dan kecepatan 10 m/d menghantam plat lengkung seperti terlihat dalam gambar.

menghantam plat lengkung seperti terlihat dalam gambar.

Berapakah gaya yang diperlukan untuk menahan plat supaya

Berapakah gaya yang diperlukan untuk menahan plat supaya

tidak bergerak?

tidak bergerak?

21.

21.

Pancaran air berdiameter 5 cm menghantam plat lengkung Pancaran air berdiameter 5 cm menghantam plat lengkung dengan kecepatan 30 m/d. Apabila ujung plat lengkung di mana

dengan kecepatan 30 m/d. Apabila ujung plat lengkung di mana

pancaran air masuk dan keluar membentuk sudut 15

pancaran air masuk dan keluar membentuk sudut 1500 dan 30 dan 3000

terhadap horisontal, hitung gaya yang ditimbulkan oleh

terhadap horisontal, hitung gaya yang ditimbulkan oleh

pancaran air pada plat.

pancaran air pada plat.

22.

22.

Air mengalir melalui pipa yang membelok dengan sudut 60Air mengalir melalui pipa yang membelok dengan sudut 6000 dan dan

mengecil diameternya 15 cm menjadi 10 cm. Hitung gaaya yang mengecil diameternya 15 cm menjadi 10 cm. Hitung gaaya yang diperlukan untuk menahan pipa, jika kecepatan air melalui pipa diperlukan untuk menahan pipa, jika kecepatan air melalui pipa yang besar 1m/d dan tekanannya 3 kgf/cm

yang besar 1m/d dan tekanannya 3 kgf/cm22..

23.

23.

Pancaran air horisontal dengan luas tampang pancaran Pancaran air horisontal dengan luas tampang pancaran ᾱ dan ᾱ dan kecepatan V menghantam plat lengkung yang bergerak searah

kecepatan V menghantam plat lengkung yang bergerak searah

pancaran dengan kecepatan v seperti terlihat dalam gambar.

pancaran dengan kecepatan v seperti terlihat dalam gambar.

Setelah menghantam plat, pancaran tersebut meninggalkan plat

Setelah menghantam plat, pancaran tersebut meninggalkan plat

dengan lintasan yang membentuk sudut

dengan lintasan yang membentuk sudut terhadap horisontal. terhadap horisontal.

Hitung gaya pancaran pada plat apabila hanya ada satu plat dan

Hitung gaya pancaran pada plat apabila hanya ada satu plat dan

satu seri plat yang dipasang pada roda turbin.

(18)

24.

24.

Pancaran air dengan diameter 4 cm mempunyai kecepatan V=10

Pancaran air dengan diameter 4 cm mempunyai kecepatan V=10

m/d menghantam plat lengkung yang bergerak dengan

m/d menghantam plat lengkung yang bergerak dengan

kecepatan 3 m/d seperti ditunjukan dalam gambar soal 23. Sudut

kecepatan 3 m/d seperti ditunjukan dalam gambar soal 23. Sudut

kelengkungan plat terhadap horisontal adalah

kelengkungan plat terhadap horisontal adalah

=30

=30

00

. Hitung gaya

. Hitung gaya

yang ditimbulkan oleh pancaran pada plat.

yang ditimbulkan oleh pancaran pada plat.

25.

25.

Tentukan kecepatan kritis untuk (a) minyak bakar menengah

Tentukan kecepatan kritis untuk (a) minyak bakar menengah

pada 15,6

pada 15,6

00

C yang mengalir melalui sebuah pipa 152,4 mm dan

C yang mengalir melalui sebuah pipa 152,4 mm dan

(b) air pada 15,6

(b) air pada 15,6

00

C yang mengalir dalam pipa 152,4 mm itu.

C yang mengalir dalam pipa 152,4 mm itu.

26.

26.

Tentukan jenis aliran yang terjadi dalam sebuah pipa 305 mm bila

Tentukan jenis aliran yang terjadi dalam sebuah pipa 305 mm bila

(a) air 15,6

(a) air 15,6

00

C mengalir pada suatu kecepatan sebesar 1067 m/det

C mengalir pada suatu kecepatan sebesar 1067 m/det

dan (b) minyak bakar berat pada 15,6

dan (b) minyak bakar berat pada 15,6

00

C yang mengalir pada

C yang mengalir pada

kecepatan yang sama.

kecepatan yang sama.

27.

27.

Untuk syarat-syarat aliran laminer, berapakah ukuran pipa yang

Untuk syarat-syarat aliran laminer, berapakah ukuran pipa yang

akan mengalirkan 5,67x10

akan mengalirkan 5,67x10

-3 -3

m

m

33

/det minyak bakar menengah pada

/det minyak bakar menengah pada

4,4

4,4

00

C? (

C? (

=6,08x10

=6,08x10

-6-6

m

m

22

/det)

/det)

28.

28.

Tentukan sifat distribusi tegangan geser pada suatu irisan

Tentukan sifat distribusi tegangan geser pada suatu irisan

penampang dalam sebuah pipa bundar, mendatar di bawah

penampang dalam sebuah pipa bundar, mendatar di bawah

syarat-syarat aliran mantap.

syarat-syarat aliran mantap.

29.

29.

Kembangkan pernyataan untuk tegangan geser pada suatu

Kembangkan pernyataan untuk tegangan geser pada suatu

dinding pipa?

dinding pipa?

30.

30.

Untuk aliran laminer, mantap (a) bagaimanakah hubungan yang

Untuk aliran laminer, mantap (a) bagaimanakah hubungan yang

ada antara kecepatan di suatu titik dalam irisan penampang dan

ada antara kecepatan di suatu titik dalam irisan penampang dan

kecepatan ditengah pipa tersebut, dan (b) bagaimanakah

kecepatan ditengah pipa tersebut, dan (b) bagaimanakah

persamaan untuk distribusi kecepatannya.

(19)

31.

31.

Kembangkan pernyataan untuk penurunan head dalam sebuah Kembangkan pernyataan untuk penurunan head dalam sebuah pipa untuk aliran laminer, mantap dari suatu fluida tak

pipa untuk aliran laminer, mantap dari suatu fluida tak

kompresibel.

kompresibel.

32.

32.

Tentukan (a) tegangan geser di dinding-dinding sebuah pipa Tentukan (a) tegangan geser di dinding-dinding sebuah pipa bergaris tengah 305 mm bila air yang mengalir menyebabkan

bergaris tengah 305 mm bila air yang mengalir menyebabkan

suatu head turun terukur sebesar 15 m dalam 300m panjang

suatu head turun terukur sebesar 15 m dalam 300m panjang

pipa, (b) tegangan geser 51 mm dari garis tengah-tengah pipa,

pipa, (b) tegangan geser 51 mm dari garis tengah-tengah pipa,

(c ) kecepatan gesernya, (d) kecepatan rata-ratanya untuk

(c ) kecepatan gesernya, (d) kecepatan rata-ratanya untuk

suatu harga

suatu harga ƒ ƒ sebesar 0,050, (e) perbandingan sebesar 0,050, (e) perbandingan //**??

33.

33.

Jika dalam soal 32 airnya mengalir melalui sebuah saluran segi Jika dalam soal 32 airnya mengalir melalui sebuah saluran segi empat 915 mm x 1219 mm yang panjangnya sama, dengan head

empat 915 mm x 1219 mm yang panjangnya sama, dengan head

turun yang sama, berapakah tegangan geser antar air dan

turun yang sama, berapakah tegangan geser antar air dan

dinding pipa tersebut?

dinding pipa tersebut?

34.

34.

Minyak pelumas menengah rapat relatif 0,86, dipompa melalui Minyak pelumas menengah rapat relatif 0,86, dipompa melalui 304,8 m dari pipa mendatar 51 mm pada laju 1,23x10

304,8 m dari pipa mendatar 51 mm pada laju 1,23x10-3 -3 mm33/det. /det.

Jika penurunan tekanannya 207 kPa, Berapakah kekentalan Jika penurunan tekanannya 207 kPa, Berapakah kekentalan mutlak minyak tersebut.

mutlak minyak tersebut.

35.

35.

Minyak dengan kekentalan mutlak 0,1 Pa det dan rapat relatif Minyak dengan kekentalan mutlak 0,1 Pa det dan rapat relatif 0,85 mengalir melalui 3048 m dari pipa besi tuang 305 mm pada

0,85 mengalir melalui 3048 m dari pipa besi tuang 305 mm pada

laju sebesar 44,4x10

laju sebesar 44,4x10-3-3 m m33/det. Berapakah head turun dalam /det. Berapakah head turun dalam

pipa itu?

(20)

36.

36.

Minyak bakar berat mengalir dari A ke B melalui 104,4 m pipa Minyak bakar berat mengalir dari A ke B melalui 104,4 m pipa baja mendatar 153 mm. Tekanan di A adalah 1,069 MPa dan di B

baja mendatar 153 mm. Tekanan di A adalah 1,069 MPa dan di B

adalah 34,48 kPa. Kekentalan kinematiknya 412,5x10

adalah 34,48 kPa. Kekentalan kinematiknya 412,5x10-6-6mm22/det /det

dan rapat relatifnya 0,918. Berapakah alirannya dalam m

dan rapat relatifnya 0,918. Berapakah alirannya dalam m33/det?/det?

37.

37.

Berapakah ukuran pipa yang harus dipasang untuk mengalirkan Berapakah ukuran pipa yang harus dipasang untuk mengalirkan 0,0222 m

0,0222 m33/det minyak bakar berat pada 15,6/det minyak bakar berat pada 15,600C jika head turun C jika head turun

yang ada dalam 1000 m panjang dari pipa mendatarnya sebesar

yang ada dalam 1000 m panjang dari pipa mendatarnya sebesar

22,0 m?

22,0 m?

38.

38.

Tentukan head turun di 350 m dari pipa besi tuang baru bergaris Tentukan head turun di 350 m dari pipa besi tuang baru bergaris tengah sebelah dalam 305 mm tanpa selubung, bila (a) air pada

tengah sebelah dalam 305 mm tanpa selubung, bila (a) air pada

15,6

15,600C mengalir pada 1525 mm/det, dan (b) minyak bakar C mengalir pada 1525 mm/det, dan (b) minyak bakar

menengah pada 15,6

menengah pada 15,600C mengalir pada kecepatan yang sama?C mengalir pada kecepatan yang sama?

39.

39.

Titik A dan titik B terpisah 1224 m disepanjang sebuah pipa baja Titik A dan titik B terpisah 1224 m disepanjang sebuah pipa baja baru bergaris tengah sebelah dalam 153 mm. Titik B lebih tinggi baru bergaris tengah sebelah dalam 153 mm. Titik B lebih tinggi 15,39 m dari A dan tekanan di A dan B masing-masing 848 kPa 15,39 m dari A dan tekanan di A dan B masing-masing 848 kPa dan 335 kPa. Berapakah banyak minyak bakar menengah pada dan 335 kPa. Berapakah banyak minyak bakar menengah pada 21,1

21,100C akan mengalir dari A ke B (C akan mengalir dari A ke B ( =0,061 mm) =0,061 mm)

40.

40.

Berapakah laju aliran udara pada 20Berapakah laju aliran udara pada 2000C, yang akan dialirkan oleh C, yang akan dialirkan oleh

sebuah pipa baja baru mendatar bergaris tengah sebelah dalam

sebuah pipa baja baru mendatar bergaris tengah sebelah dalam

51 mm, pada tekanan mutlak 3 bar dan dengan penurunan 3395

51 mm, pada tekanan mutlak 3 bar dan dengan penurunan 3395

Pa dalam 100 m panjang pipa. Gunakan

Referensi

Dokumen terkait

Sihombing (2009) melakukan suatu penelitian pengujian sudu lengkung turbin air terapung pada aliran sungai dimana dari hasil pengukuran diperoleh kecepatan air masuk 1,75

Pengolahan data yang dilakukan terhadap data kinerja irigasi sprinkler meliputi debit pada pipa utama dan debit sprinkler volume air tertampung, jarak pancaran atau luas sebaran

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan kecepatan aliran pipa pada sistem Hidroponik DFT yang memiliki luas penampang kecil dengan pipa yang memiliki

Penggunaan rumus praktis untuk mencari debit lubang Q=AV, dengan Q adalah debit lubang, A adalah luas lubang, dan V adalah kecepatan aliran pada pusat berat

Dari hasil yang diperoleh, dapat diketahui bahwa laju alir helium pada luas penampang kritis mempunyai kecepatan 1 M, rasio tekanan kritis 0,49, dan rasio temperatur kritis

Sharma (2009) melakukan percobaan dengan menambahkan luas permukaan absorber disisi dalam ducting dan memvariasikan jarak antara cover dan plat absorber dengan luas

Air mengalir juga dapat diperoleh dari aliran pompa karena adanya perbedaan tinggi isap (head isap) dan perbedaan tinggi tekan (head tekan).Kenyataan telah menunjukkan

Contoh 1 Tangki segi empat dengan panjang 4,0 m; lebar 1,0 m dan tinggi 3,0 m berisi air dengan kedalaman 2,0 m bergerak dengan percepatan horizontal 4,0 m/d2 dalam arah panjang