Data Hasil Percobaan - TUMBUKAN AKIBAT PANCARAN FLUIDA

MODUL II. TUMBUKAN AKIBAT PANCARAN FLUIDA

2.6. Data Hasil Percobaan

1) Diameter nozzle = 10mm

2) Luas penampang nozzle = 78.5mm² 3) Massa beban pemberat = 0.610kg 4) Jarak as piringan ke engsel ruas = 0.1525m 5) Jarak nozzle ke piringan = 37mm

Tabel 2.1. Percobaan Piringan Datar No Volume

(m^2) Waktu (s) Berat (kg) Yo (m) Y1 (m)

1 0.005 15.450 0.610 0.025 0.051

2 0.005 15.700 0.610 0.025 0.051

3 0.005 15.100 0.610 0.025 0.051

4 0.005 11.980 0.610 0.025 0.079

5 0.005 11.430 0.610 0.025 0.079

6 0.005 11.320 0.610 0.025 0.079

7 0.005 9.570 0.610 0.025 0.106

8 0.005 9.560 0.610 0.025 0.106

9 0.005 8.790 0.610 0.025 0.106

Sumber: Data Hasil Percobaan

Tabel 2.2. Percobaan Piringan Cekung No Volume

(m^2) Waktu (s) Berat (kg) Yo (m) Y1 (m)

1 0.005 17.210 0.610 0.034 0.036

2 0.005 17.120 0.610 0.034 0.036

3 0.005 17.890 0.610 0.034 0.036

4 0.005 14.870 0.610 0.034 0.051

5 0.005 14.540 0.610 0.034 0.051

6 0.005 14.320 0.610 0.034 0.051

7 0.005 9.040 0.610 0.034 0.130

8 0.005 9.150 0.610 0.034 0.130

9 0.005 9.020 0.610 0.034 0.130

Sumber: Data Hasil Percobaan

Tabel 2.3. Percobaan Piringan Setengah Lingkaran No. Volume (m^2) Waktu (s) Berat (kg) Yo (m) Y1 (m)

1 0.005 14.890 0.610 0.031 0.093

2 0.005 14.780 0.610 0.031 0.093

3 0.005 14.300 0.610 0.031 0.093

4 0.005 11.630 0.610 0.031 0.131

5 0.005 11.430 0.610 0.031 0.131

6 0.005 11.080 0.610 0.031 0.131

7 0.005 9.560 0.610 0.031 0.167

8 0.005 9.320 0.610 0.031 0.167

9 0.005 9.010 0.610 0.031 0.167

Sumber: Data Hasil Percobaan

Tabel 2.4. Percobaan Piringan 30°

No. Volume

(m^2) Waktu (s) Berat (kg) Yo (m) Y1 (m)

1 0.005 15.600 0.610 0.030 0.052

2 0.005 15.320 0.610 0.030 0.052

3 0.005 15.740 0.610 0.030 0.052

4 0.005 10.760 0.610 0.030 0.079

5 0.005 10.560 0.610 0.030 0.079

6 0.005 10.430 0.610 0.030 0.079

7 0.005 9.320 0.610 0.030 0.105

8 0.005 9.230 0.610 0.030 0.105

9 0.005 9.060 0.610 0.030 0.105

Sumber: Data Hasil Percobaan

2.6. Perhitungan a. Piringan Datar

1) Mencari Debit (Q)

(2.10) Debit Rendah

Q1 = ^0,005 15,450

= 0.000323 m³/s Q2 = ^0,005

15,700

= 0.000318 m³/s Q3 = ^0,005

15,100

= 0.000331 m³/s Debit Sedang

Q1 = ^0,005 11,980

= 0.000417 m³/s Q2 = ^0,005

11,430

= 0.000437 m³/s Q3 = ^0,005

11,320

= 0.000441 m³/s Debit Tinggi

Q1 = ^0,005 9,570

=

0.000522 m³/s Q2 = ^0,005

9,560

= 0.000523 m³/s Q3 = ^0,005

8,790

Q =V t

= 0.000568 m³/s 2) Mencari Kecepatan

(2.11) Y = 0.026m

V = ^0.000323m

2 78,5×10^-6m²

= 4.1226 m/s v2

=

^0.000318m²

78,5×10^-6m²

= 4.057 m/s v3

=

^0.000331m²

78,5×10^-6m²

= 4.2182 m/s Y = 0.054m v1 = ^0.000417m

2 78,5×10^-6m²

= 5.3167 m/s v2 = ^0.000437m²

78,5×10^-6m²

= 5.5726 m/s v3 = ^0.000441m²

78,5×10^-6m²

= 5.6267 m/s Y = 0.081m v1 = ^0.000522m²

78,5×10^-6m²

= 6.6556 m/s v2 = ^0.000523m²

78,5×10^-6m²

= 6.626 m/s

v =Q A

v3 = ^0.000568m

2 78,5×10^-6m²

= 7.2462 m/s

3) Menghitung Kecepatan Awal

( 2.12) Y = 0.026m

vo = (4.1226)-2×9.81×0.037

= 4.0337 m/s

vo = (4.057)-2×9.81×0.037

= 3.9666 m/s

vo = (4.2182)-2×9.81×0.037

= 4.1313 m/s Y = 0.054m

vo = (5.3167)-2×9.81×0.037

= 5.2481 m/s

vo = (5.5726)-2×9.81×0.037

= 5.5071 m/s

vo = (5.6267)-2×9.81×0.037

= 5.619 m/s Y =0.081m

vo = (6.6556)-2×9.81×0.037

= 6.6009 m/s

vo = (6.6626)-2×9.81×0.037

= 6.6079 m/s

vo = (7.2462)-2×9.81×0.037

= 7.196 m/s

vo = v²2.g.s

4) Mencari Fhitung (fh)

(2.13) Y = 0,026

Fh =2×0.61×4.337

= 4.9211 N Fh = 2×0.61×3.9666

= 4.8392 N Fh = 2×0.61×4.1313

= 5.0402 N Y = 0,054

Fh = 2×0.61×5.2481

= 6.4026 N Fh = 2×0.61×5.5071

= 6.7187 N Fh = 2×0.61×5.5619

= 6.7855 N Y = 0,081

Fh = 2×0.61×6.6009

= 8.0531 N Fh = 2×0.61×6.6079

= 8.0617 N Fh = 2×0.61×7.196

= 8.7791 N 5) Mencari Fukur

(2.14) Debit rendah

y = 0.026m Fukur = 4×9.81×0,026

= 1.0192 N

Fhitung = 2.W.vo

Fukur = 4.g.y

Debit sedang y = 0.054

Fukur = 4×9.81×0,054

= 2.1168 N Debit tinggi y = 0.081

Fukur = 4×9.81×0,081

= 3.1752 N 6) Efisiensi

(2.15) Debit rendah

=^1.0192

4.9211×100%

=20.711 % z2 =^1.0192

4.8392×100%

=21.061 % z3 = ^1.0192

5.0402×100%

=20.221 % Debit sedang z1 = ^2.1168

6.4026×100%

= 33.061 % z2 = ^2.1168

6.7187×100%

= 31.506 % z3 = ^2.1168

6.7855×100%

= 31.196 %

Efisiensi = Fukur

Fhitung×100%

Debit tinggi z1 = ^3.1752

8.0531×100%

= 39.428 % z2 =^3.1752

8.0617×100%

= 39.386%

z3 = ^3.1752

8.7791×100%

= 36.168 % b. Piringan 30°

1) Mencari Debit (Q) Debit Rendah Q1 = ^0,005

15.600

= 0.000320 m³/s Q2 = ^0,005

15,320

= 0.000326 m³/s Q3 = ^0,005

15,740

= 0.000317 m³/s Debit Sedang Q1 = ^0,005

10,760

= 0.000464 m³/s Q2 = ^0,005

10,560

= 0.000473 m³/s Q3 = ^0,005

10,430

= 0.000479 m³/s Debit Tinggi

Q1 = ^0,005 9,320

=

0.000536 m³/s Q2 = ^0,005

9,230

= 0.000541 m³/s Q3 = ^0,005

9,060

= 0.000551 m³/s 2) Mencari Kecepatan

Y = 0.022m v1 =_78,5×10^0.000320m_-6_m²₂

= 4.083 m/s

v2 =

^0.000326m²

78,5×10^-6m²

= 4.1576 m/s

v3 =

^0.000317m²

78,5×10^-6m²

= 4.0466 m/s Y = 0.049m v1 = ^0.000464m

2 78,5×10^-6m²

= 5.9195 m/s v2 = ^0.000473m²

78,5×10^-6m²

= 6.0317 m/s v3 = ^0.000479m²

78,5×10^-6m²

= 6.1068 m/s Y = 0.075m v1 = ^0.000536m²

78,5×10^-6m²

= 6.7809 m/s

v2 =^0.000541m

2 78,5×10^-6m²

= 6.9008 m/s v3 = ^0.000551m² 78,5×10^-6m²

= 7.0303 m/s

3. Menghitung Kecepatan Awal Y = 0.022m

vo = (4.083)-2×9.81×0.037

= 3.9932 m/s

vo = (4.1576)-2×9.81×0.037

= 4.0694 m/s

vo = (4.0466)-2×9.81×0.037

= 3.956 m/s Y = 0.049m

vo = (5.9195)-2×9.81×0.037

= 5.858 m/s

vo = (6.0317)-2×9.81×0.037

= 5.9712 m/s

vo = (6.1068)-2×9.81×0.037

= 6.0472 m/s Y = 0.075m

vo = (6.8341)-2×9.81×0.037

= 6.7809 m/s

vo = (6.9008)-2×9.81×0.037

= 6.848 m/s

vo = (7.0303)-2×9.81×0.037

= 6.9785 m/s

4) Mencari Fhitung (fh) Y = 0,022

Fh = 2×0.61×3.9932

= 4.871 N Fh = 2×0.61×4.0694

= 4.964 N Fh = 2×0.61×3.959

= 4.826 N Y = 0,049

Fh = 2×0.61×5.858

= 7.146 N Fh = 2×0.61×5.9712

= 7.284 N Fh = 2×0.61×6.0472

= 7.377 N Y = 0,075

Fh = 2×0.61×6.7809

= 8.272 N Fh = 2×0.61×6.848

= 8.354 N Fh = 2×0.61×6.9785

= 8.513 N 5) Mencari Fukur

Debit rendah Y = 0.022m Fukur = 4×9.81×0,022

= 0.8624 N Debit sedang y = 0.049

Fukur = 4×9.81×0,049

= 1.9208 N

Debit tinggi y = 0.075

Fukur = 4×9.81×0,075

= 2.94 N 6) Efisiensi

Debit rendah z1

=^0.8624

4.871 ×100%

=17.702 % z2 =^0.8624

4.964 ×100%

=17.371 % z3 = ^0.8624

4.826 ×100%

=17.869 % Debit sedang z1 = ^1.9208

7.146 ×100%

= 26.877 % z2 = ^1.9208

7.284 ×100%

= 26.367 % z3 = ^1.9208

7.377 ×100%

= 26.036 % Debit tinggi z1 = ^2.94

8.272×100%

= 35.539 % z2 = ^2.94

8.354×100%

= 35.19%

z3 = ^2.94

8.513×100%

= 34.532

c. Piringan Setengah Lingkaran 1) Mencari Debit (Q)

Debit Rendah Q1 = ^0,005

14,890

= 0.000335 m³/s Q2 = ^0,005

14,780

= 0.000338 m³/s Q3 = ^0,005

14,300

= 0.000349 m³/s Debit Sedang Q1 = ^0,005

11,630

= 0.000429 m³/s Q2 = ^0,005

11,430

= 0.000437 m³/s Q3 = ^0,005

11,080

= 0.000451 m³/s Debit Tinggi

Q1 = ^0,005 9,560

=0.000523 m³/s Q2 = ^0,005

9,320

= 0.000536 m³/s Q3 = ^0,005

9,010

= 0.000554 m³/s

2) Mencari Kecepatan Y = 0.062m

v1 =^0.000335m² 78,5×10^-6m²

= 4.2777 m/s v2

= ^0.000338m²

78,5×10^-6m²

= 4.3095 m/s v3 = ^0.000349m²

78,5×10^-6m²

= 4.4541 m/s Y = 0.1m v1 = ^0.000429m

2 78,5×10^-6m²

= 5.4767 m/s v2 = ^0.000437m²

78,5×10^-6m²

= 5.5726 m/s v3 = ^0.000451m²

78,5×10^-6m²

= 5.7486 m/s Y = 0.136m v1 = ^0.000523m²

78,5×10^-6m²

= 6.626 m/s v2 =^0.000536m²

78,5×10^-6m²

= 6.8341 m/s v3 = ^0.000554m² 78,5×10^-6m²

= 7.0693 m/s

5) Menghitung Kecepatan Awal Y = 0.062m

vo = (4.2777)-2×9.81×0.037

= 4.192 m/s

vo = (4.3095)-2×9.81×0.037

= 4.2245 m/s

vo = (4.4541)-2×9.81×0.037

= 4.372 m/s Y = 0.1m

vo = (5.4767)-2×9.81×0.037

= 5.4101 m/s

vo = (5.5726)-2×9.81×0.037

= 5.5071 m/s

vo = (5.7486)-2×9.81×0.037

= 5.6852 m/s Y = 0.136m

vo = (6.626)-2×9.81×0.037

= 6.6079 m/s

vo = (6.8341)-2×9.81×0.037

= 6.7809 m/s

vo = (7.0693)-2×9.81×0.037

= 7.0178 m/s 4) Mencari Fhitung (fh)

Y = 0,062

Fh = 2×0.61×4.192

= 5.1143 N Fh = 2×0.61×4.2245

= 5.1539 N Fh = 2×0.61×4.372

= 5.3338 N

Y = 0,1

Fh = 2×0.61×5.4101

= 6.6003 N Fh = 2×0.61×5.5071

= 6.7187 N Fh = 2×0.61×5.6852

= 6.9359 N Y = 0,136

Fh = 2×0.61×6.6079

= 8.0617 N Fh = 2×0.61×6.7809

= 8.2727 N Fh = 2×0.61×7.0178

= 8.5617 N 5) Mencari F ukur

Debit rendah y = 0.062m Fukur = 4×9.81×0,062

= 2.4304 N Debit sedang y = 0.1

Fukur = 4×9.81×0,1

= 3.92 N Debit tinggi y = 0.136

Fukur = 4×9.81×0,136

= 5.3312 N 6) Efisiensi

Debit rendah z1

=^2.4304

5.1143×100%

=47.522 % z2 =^2.4304

5.1539×100%

=47.156 % z3 = ^2.4304

5.3338×100%

=45.566 % Debit sedang z1 = ^3.92

6.6003×100%

= 59.391 % z2 = ^3.92

6.7187×100%

= 58.345 % z3 = ^3.92

6.9359×100%

= 56.518 % Debit tinggi z1 = ^5.3312

8.0617×100%

= 66.13 % z2 =^5.3312

8.2727×100%

= 64.443%

z3 = ^5.3312

8.5617×100%

= 62.268 % d. Piringan Cekung

1) Mencari Debit (Q) Debit Rendah Q1 = ^0,005

17,210

= 0.000290 m³/s Q2 = ^0,005

17,120

= 0.000292 m³/s Q3 = ^0,005

17,890

= 0.000279 m³/s Debit Sedang Q1 = ^0,005

14,870

= 0.000336 m³/s Q2 = ^0,005

14,540

= 0.000343 m³/s Q3 = ^0,005

14,320

= 0.000349 m³/s Debit Tinggi

Q1 = ^0,005 9,040

=0.000553 m³/s Q2 = ^0,005

9,150

= 0.000546 m³/s Q3 = ^0,005

9,020

= 0.000554 m³/s 2) Mencari Kecepatan

Y = 0.002m v1 =^0.000290m²

78,5×10^-6m²

= 3.701 m/s v2

= ^0.000292m²

78,5×10^-6m²

= 3.7205 m/s v3 = ^0.000279m²

78,5×10^-6m²

= 3.5603 m/s Y = 0.017m v1 = ^0.000336m²

78,5×10^-6m²

= 4.2834 m/s v2 = ^0.000343m²

78,5×10^-6m²

= 4.3806 m/s v3 = ^0.000349m²

78,5×10^-6m²

= 4.4479m/s Y = 0.096m v1 = ^0.000553m

2 78,5×10^-6m²

= 7.0458m/s v2 =^0.000546m² 78,5×10^-6m²

= 6.9611 m/s v3 = ^0.000554m² 78,5×10^-6m²

= 7.0614 m/s

3) Menghitung Kecepatan Awal Y = 0.002m

vo = (3.701)-2×9.81×0.037

= 3.6017 m/s

vo = (3.7205)-2×9.81×0.037

= 3.6217 m/s

vo = (3.5603)-2×9.81×0.037

= 3.457 m/s Y = 0.017m

vo = (4.2834)-2×9.81×0.037

= 4.1979 m/s

vo = (4.3806)-2×9.81×0.037

= 4.2971 m/s

vo = (4.4479)-2×9.81×0.037

= 4.3656 m/s Y = 0.096m

vo = (7.0458)-2×9.81×0.037

= 6.9942 m/s

vo = (6.9611)-2×9.81×0.037

= 6.9088 m/s

vo = (7.0614)-2×9.81×0.037

= 7.0099 m/s 4) Mencari Fhitung (fh)

Y = 0,002

Fh = 2×0.61×3.6017

= 4.394 N Fh = 2×0.61×3.621

= 4.418 N Fh = 2×0.61×3.457

= 4.217 N Y = 0,017

Fh = 2×0.61×4.197

= 5.121 N Fh = 2×0.61×4.297

= 5.242 N Fh = 2×0.61×4.365

= 5.326 N Y = 0,096

Fh = 2×0.61×6.994

= 8.532 N Fh = 2×0.61×6.908

= 8.428 N Fh = 2×0.61×7.009

= 8.552 N 5) Mencari Fukur

Debit rendah y = 0.002m Fukur = 4×9.81×0,002

= 1.4112 N Debit sedang y = 0.017

Fukur = 4×9.81×0,017

= 1.992 N Debit tinggi y = 0.096

Fukur = 4×9.81×0,096

= 5.096 N 6. Efisiensi

Debit rendah z1

=^1.4112

4.394 ×100%

=32.116 % z2 =^1.4112

4.418 ×100%

=31.939 % z3 = ^1.4112

4.217 ×100%

=33.46 % Debit sedang z1 = ^1.9992

5.121 ×100%

= 39.036 % z2 = ^1.9992

5.242 ×100%

= 38.135 % z3 = ^1.9992

5.326 ×100%

= 37.536 % Debit tinggi z1 = ^5.096

8.532×100%

= 59.722 % z2 =^5.096

8.428×100%

= 60.46%

z3 = ^5.096

8.552×100%

= 59.588 %

Tabel 2.4. Data Hasil Perhitungan Piringan Datar Q (m3/s) Y (m) V (m/s) V0 (m/s) Fhitung

(N) Fukur (N) Efisiensi 0.00032 0.026 4.12261 4.03369 4.92111 1.0192 20.7108 0.00032 0.026 4.05696 3.96658 4.83922 1.0192 21.0612 0.00033 0.026 4.21816 4.13131 5.0402 1.0192 20.2214 0.00042 0.054 5.31672 5.24807 6.40265 2.1168 33.0613 0.00044 0.054 5.57255 5.5071 6.71866 2.1168 31.5063 0.00044 0.054 5.6267 5.56189 6.7855 2.1168 31.1959 0.00052 0.081 6.65562 6.60091 8.05311 3.1752 39.4282 0.00052 0.081 6.66258 6.60793 8.06168 3.1752 39.3863 0.00057 0.081 7.24622 7.19601 8.77913 3.1752 36.1676 Sumber: Data Hasil Perhitungan

Tabel 2.5. Data Hasil Perhitungan Piringan Setengah Lingkaran Q (m3/s) Y (m) V (m/s) V0 (m/s) Fhitung

(N) Fukur (N) Efisiensi 0.00034 0.062 4.27765 4.19203 5.11428 2.4304 47.5219 0.00034 0.062 4.30949 4.22451 5.15391 2.4304 47.1565 0.00035 0.062 4.45414 4.37198 5.33381 2.4304 45.5659 0.00043 0.1 5.47672 5.41011 6.60033 3.92 59.3909

0.00044 0.1 5.57255 5.5071 6.71866 3.92 58.345

0.00045 0.1 5.74858 5.68515 6.93589 3.92 56.5176 0.00052 0.136 6.66258 6.60793 8.06168 5.3312 66.1302 0.00054 0.136 6.83415 6.78088 8.27268 5.3312 64.4435 0.00055 0.136 7.06929 7.01781 8.56172 5.3312 62.2678 Sumber: Data Hasil Perhitungan

Tabel 2.6. Data Hasil Perhitungan Piringan Cekung

Q (m3/s) Y (m) V (m/s) V0 (m/s) Fhitung (N) Fukur (N) Efisiensi 0.00029 0.002 3.701 3.6017 4.394071095 1.4112 32.116 0.00029 0.002 3.72046 3.62169 4.418458569 1.4112 31.9387 0.00028 0.002 3.56033 3.45698 4.217519938 1.4112 33.4604 0.00034 0.017 4.28341 4.1979 5.12144007 1.9992 39.0359 0.00034 0.017 4.38062 4.29705 5.242404499 1.9992 38.1352 0.00035 0.017 4.44792 4.36564 5.326082576 1.9992 37.536 0.00055 0.096 7.04583 6.99417 8.532891828 5.096 59.7218 0.00055 0.096 6.96112 6.90884 8.428780492 5.096 60.4595 0.00055 0.096 7.06145 7.00991 8.552091933 5.096 59.5878 Sumber: Data Hasil Perhitungan

Tabel 2.7. Data Hasil Perhitungan Piringan 30°

Q (m3/s) Y (m) V (m/s) V0 (m/s) Fhitung (N) Fukur (N) Efisiensi 0.00032 0.022 4.08297 3.99317 4.871667953 0.8624 17.7024 0.00033 0.022 4.15759 4.06944 4.964717785 0.8624 17.3706 0.00032 0.022 4.04665 3.95603 4.826356765 0.8624 17.8686 0.00046 0.049 5.91954 5.85797 7.146719248 1.9208 26.8767 0.00047 0.049 6.03165 5.97124 7.284907109 1.9208 26.3668 0.00048 0.049 6.10683 6.04717 7.3775417 1.9208 26.0358 0.00054 0.075 6.83415 6.78088 8.272678752 2.94 35.5387 0.00054 0.075 6.90079 6.84804 8.354610102 2.94 35.1902 0.00055 0.075 7.03027 6.9785 8.513775866 2.94 34.5323 Sumber: Data Hasil Perhitungan

Grafik 2.1. F ukur Vs F hitung pada Piringan Datar

1,0192 1,0192 1,0192

2,1168

2,1168 2,1168

3,1752

3,1752 3,1752

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

F Ukur

F Hitung

F ukur Vs F hitung Piringan Datar

Grafik 2.2. F ukur Vs F hitung pada Piringan ½ Lingkaran

Grafik 2.3. F ukur Vs F hitung pada Piringan Cekung

2,4304 2,4304 2,4304

3,92 3,92 3,92

5,3312 5,3312

5,3312

0 1 2 3 4 5 6

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

F Ukur

F Hitung

F ukur Vs F hitung Piringan 1/2 Lingkaran

1,4112

1,4112 1,4112

1,9992

1,9992 1,9992

5,096 5,096

5,096

0 1 2 3 4 5 6

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

F Ukur

F Hitung

F ukur Vs F hitung Piringan Cekung

Grafik 2.4. F ukurVs F hitung pada Piringan 30°

Grafik 2.5. F ukur Vs W pada Piringan Datar

1,0192

1,0192 1,0192

2,1168

2,1168 2,1168

3,1752 3,1752 3,1752

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

F Ukur

F Hitung

F ukur Vs F hitung Piringan 30°

1,0192 1,0192 1,0192 2,1168

2,1168 2,1168

3,1752 3,1752 3,1752

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700

F Ukur

F ukur Vs W Piringan Datar

Grafik 2.6. F ukur Vs W pada Piringan ½ Lingkaran

Grafik 2.7. F ukur Vs W pada Piringan Cekung

2,4304

2,4304 2,4304 3,92

3,92

3,92 5,3312

5,3312 5,3312

0 1 2 3 4 5 6

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700

F Ukur

F ukur Vs W Piringan 1/2 Lingkaran

2,4304

2,4304 2,4304 3,92

3,92 3,92

5,3312 5,3312 5,3312

0 1 2 3 4 5 6

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700

F Ukur

F ukur Vs W Piringan Cekung

Grafik 2.8. F ukur Vs W pada Piringan 30°

2.8. Analisis

Percobaan tumbukan akibat pancaran fluida menggunakan empat piringan yaitu piringan cekung, piringan datar, piringan setengah bola, dan piringan 30^o. dari percobaan didapatkan lama waktu percobaan (t), debit (Q), dan pergeseran beban (Y). Data-data ini digunakan untuk mencari kecepatan aliran fluida (v), gaya dorong hitung (Fhitung), gaya dorong ukur (Fukur), dan efisiensi pada piringan. Masing- masing data yang didapat saling memengaruhi satu sama lain, seperti kecepatan aliran yang dipengaruhi oleh debit dan luas penampangnya. Pada grafik hubungan antara Fhitung dan Fukurpada piringan datar dapat di lihat bahwa, hubungan antara Fhitung dengan Fukur adalah berbanding lurus yang berarti semakin besar nilai Fhitung

maka semakin besar nilai Fukur yang dihasilkan. Begitu juga dengan hasil dari perhitungan Fhitung dan Fukur pada setiap piringan pada percobaan kali ini. Jika semakin besar Fhitung semakin besar juga Fukur.

2,4304 2,4304

2,4304 3,92

3,92

3,92 5,3312

5,3312 5,3312

0 1 2 3 4 5 6

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700

F Ukur

F ukur Vs W Piringan 30°

2.9. Kesimpulan

Adapun kesimpulan dari praktikum kali ini adalah sebagai berikut:

a. Tumbukan pancaran fluida pada suatu permukaan piringan dapat menghasilkan energi mekanik setelah mendapat tumbukan pada bidang.

b. Gaya yang diperoleh dari dua macam piringan dibedakan menjadi gaya dorong ukur yang besarnya.

c. Efisiensi masing-masing piringan dapat ditentukan dengan mencari presentase gaya dorong.

d. Semakin besar debit yang keluar maka gaya yang didapat dari hasil perhitungan akan semakin besar pula.

2.10. Saran

Adapun saran dari praktikum kali ini adalah sebagai berikut:

a. Praktikan harus lebih berhati-hati saat pemasangan piringan.

b. Praktikan diharapkan memahami prosedur percobaan dengan baik sebelum melakukan percobaan.

c. Praktikan diharapkan mengukur waktu pada debit secara teliti.

d. Memastikan air yang masuk kedalam jet impact harus berjalan stabil.

2.11. Daftar Pustaka

Streeter, Victor L., and Wylie, Benjamin E. 1975. Fluid Mechanics. Tokyo:

McGraw-Hill Kogakusha

2.12. Lampiran

MODUL III OSBORNE REYNOLD

3.1. Pendahuluan

Percobaan mengenai Osborne Reynold merupakan percobaan yang dilakukan untuk mengamati sifat aliran air pada saluran tertutup, yaitu laminar, turbulen, dan transisi baik secara visual maupun teoritis. Secara visual percobaan dilakukan dengan mengamati gerak zat warna dalam aliran pipa lurus yang menunjukkan pola aliran tersebut. Zat yang dipakai adalah tinta. Jika tinta bergerak secara teratur dan mempunyai garis edar yang sejajar dan bergerak berlapis-lapis, maka aliran tersebut adalah aliran laminar. Aliran laminar merupakan aliran yang memiliki bilangan reynold kurang dari 2000. Jika tinta bergerak menyebar tidak menentu maka aliran tersebut adalah aliran turbulen. Aliran turbulen adalah aliran yang memiliki bilangan reynold lebih dari 4000. Apabila terjadi perpindahan kondisi dari aliran laminar dan aliran turbulen begitu juga sebaliknya, maka aliran tersebut adalah aliran transisi. Aliran transisi adalah aliran yang memiliki bilangan reynold diantara 2000 sampai 4000. Data-data yang diperoleh dari percobaan ini digunakan untuk menghitung bilangan reynold. Berdasarkan bilangan reynold dapat diklasifikasikan sifat-sifat aliran tersebut secara teoritis, kemudian dibandingkan dengan hasil pengamatan visual pada saat percobaan.

3.2. Tujuan

Tujuan dari percobaan ini adalah:

a. Mengamati dan mengklasifikasikan sifat aliran secara visual berdasarkan pola gerakan zat tinta di dalam aliran.

b. Menghitung dan mengklasifikasikan sifat aliran secara teoritis berdasarkan Bilangan Reynold.

c. Membandingkan kesesuaian antara pengamatan yang dilakukan secara visual dengan pengamatan secara perhitungan (teoritis).

3.3. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

a. 1 Set alat Osborne Reynold

Gambar 3.1. 1 Set Alat Osborne Reynold b. Meja Hidrolik

Gambar 3.2. Meja Hidrolik c. Stopwatch

Gambar 3.3. Stopwatch

d. Gelas Ukur

Gambar 3.4. Gelas Ukur e. Termometer

Gambar 3.5. Termometer f. Zat warna

Gambar 3.6. Zat Warna

3.4. Teori Dasar

Pada percobaan ini aliran yang diamati terdiri atas dua komponen yaitu air dan tinta hitam. Sifat-sifat aliran akan diamati secara visual untuk kemudian diselidiki untuk besaran-besaran yang berhubungan. Dari percobaan ini diharapkan dengan melihat indikasi dengan zat pewarna tinta kita bisa melihat model aliran yang disebabkan oleh besarnya pengaruh arus terhadap keadaan zat tersebut. Pada dasarnya peristiwa yang teramati dalam percobaan ini merupakan efek dari besar arus dalam debit tertentu dan waktu tertentu.

Secara visualisasi percobaan ini mengamati gerak zat warna dalam pipa lurus yang akan menunjukkan pola aliran tersebut. Jika tinta bergerak secara teratur dan memiliki garis edar yang sejajar dan bergerak berlapis-lapis, maka aliran tersebut adalah aliran laminar. Jika tinta bergerak menyebar tidak menentu maka aliran tersebut adalah aliran turbulen dan apabila terjadi perpindahan kondisi dari aliran laminar ke aliran turbulen maka aliran tersebut merupakan aliran transisi.

Data-data yang diperoleh dari percobaan ini digunakan untuk menghitung Bilangan Reynolds. Berdasarkan Bilangan Reynolds dapat diklasifikasikan sifat-sifat aliran tersebut secara teoritis, kemudian dibandingkan dengan pengamatan visual.

3.4.1 Rumus Debit

Perhitungan besarnya debit yang mengalir adalah dengan mengukur volume pada selang waktu tertentu.

Q (detik)=

^{V (volume)}

t (waktu) (3.1) Keterangan :

V = Volume fluida (m³)

t = Waktu pengukuran selama penampungan fluida (s) Q = Debit aliran (m³/s)

Karena fluida (air) dialirkan dengan pompa maka debit yang mengalir tidak tepat sama dari waktu ke waktu, sehingga pengukuran dilakukan sebanyak tiga kali (3×) dan kemudian debit tersebut dirata-ratakan. Sebagai acuan waktu pengukuran diambil tetap untuk debit yang sama. Sehingga persamaan 3.1 menjadi:

Q

_rata-rata

=

V1 + V2 + V3

3t (3.2)

Keterangan :

V1, V2, V3 = Volume fluida pada pengukuran ke 1, 2, dan 3 (m³) t = Waktu pengukuran selama penampungan fluida (s) Qrata-rata = Debit aliran rata-rata (m³/s)

3.4.2 Bilangan Reynold (Re)

Untuk mengamati sifat-sifat aliran fluida di dalam pipa, maka aliran fluida dapat dibedakan menjadi:

a. Aliran laminar, yaitu aliran fluida yang bergerak dalam lapisan-lapisan atau lamina-lamina dengan suatu lapisan meluncur secara lancer pada lapisan yang bersebelahan dengan saling tukar momentum secara molekuler saja.

Perpindahan partikel ini tidak disertai dengan perpindahan momentum antara lapisan yang satu dengan lapisan yang lainnya.

b. Aliran transisi, yaitu aliran peralihan dari laminar menjadi turbulen atau dari turbulen menjadi laminar. Secara visual aliran transisi sulit untuk ditentukan pada pengamatan. Ada sebuah tingkat antara aliran transisi, dimana aliran berwarna akan muncul kacau dan menunjukkan semburan percampuran yang kadang ada dan kadang tidak, diikuti perlakuan yang lebih laminar.

c. Aliran turbulen, yaitu bergerak dengan gerekan partikel-partikel fluida yang sangat tidak menentu dengan saling tukar momentum dalam arah melintang yang dahsyat atau aliran yang partikel-partikelnya bergerak tidak beraturan dengan disertai perpindahan momentum antara partikel fluida yang bertumbukan ddengan kecepaatan berubah dari titik ke titik pada selang waktu tertentu. Jika kecepatan fluida melebihi harga tertentu, maka aliran menjadi kompleks sehingga di dalamnya terjadi pusaran-pusaran yang disebut vortex dan hambatan menjadi lebih besar.

Sedangkan Bilangan Reynold merupakan bilangan yang tidak berdimensi yang menunjukkan sifat suatu aliran sehingga besarnya tidak bergantung pada sistem yang dipakai. Menurut Reynold ada 4 faktor yang menentukan sifat suatu aliran,

yaitu karateristik kecepatan (v), karakteristik panjang (l), massa jenis (p) serta viskositas dinamik (v) dan viskositas kinematic (µ).

Hubungan dari parameter-parameter tersebut adalah:

Re =

^ρ.v.l

dimana v =

^μ

(3.3) Sehingga

Re =

^v.l

(3.4)

Untuk aliran dalam pipa diambil kecapatan rata-rata (v) sebagai kecepatan karakteristik Reynold dan garis tengah pipa D, sebagai Panjang karakteristik pipa sehingga di dapat hubungan:

Re =

^u.D

v (3.5)

Keterangan :

Re = Bilangan Reynlods

v = Viskositas kinematic (10^-6×m²/s)

u = Kecapatan rata-rata yang diberikan untuk volume debit (m/s) D = Diameter pipa (m)

Bila bilangan Reynolds dari aliran fluida tertentu dalam suatu pipa nilainya kurang dari 2000 maka aliran yang terjadi adalah laminar, sedangkan bila lebih dari 4000 maka aliran yang terjadi adalah turbulen. Jika diantaranya adalah aliran transisi.

3.4.3 Viskositas

Diantara semua sifat-sifat fluida, viskositas memerlukan perhatian yang besar dalam menelaah aliran fluida. Viskositas merupakan sifat dari fluida yang mendasari diberikannya tahanan terhadap tegangan geser oleh fluida tersebut.

Tabel 3.1. Viskositas kinematik air pada tekanan atmosfer.

Temperature (derajat celcius)

Viskositas Kinematik

(v) 10^-6×m²/s

Temperature (derajat celcius)

Viskositas Kinematik

(v) 10^-6×m²/s

0 1.793 25 0.893

1 1.732 26 0.873

2 1.674 27 0.854

3 1.619 28 0.836

4 1.568 29 0.818

5 1.520 30 0.802

6 1.474 31 0.785

Sumber : Modul Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika 3.5. Prosedur Percobaan

Prosedur percobaan pada praktikum kali ini yaitu sebegai berikut:

a. Menyalakan suplai air dan membuka sebagian katup pelepasan di dasar apparatus.

Gambar 3.7. Membuka Katup Pelepasan

b. Menyesuaikan suplai air sampai level dalam tangka head constant tepat di atas luapan dan dipertahankan pada level tersebut dengan aliran kecil ke bawah pipa luapan.

Gambar 3.8. Menyesuaikan Suplai Air

c. Membuka dan menyesuaikan katup injektor pewarna untuk mendapatkan filament pewarna halus dalam aliran di bawah tabung gelas. Kondisi aliran laminer harus dicapai dimana filament pewarna melewati seluruh panjang tabung tanpa gangguan.

Gambar 3.9. Membuka Katup Zat Pewarna d. Lihat suhu pada air menggunakan termometer.

Gambar 3.10. Melihat Suhu Air

e. Ukur laju aliran dengan menentukan waktu pengumpulan jumlah air yang diketahui dari pipa pembuangan dan catat hasil dalam tabel.

Gambar 3.11. Mengukur Laju Aliran

f. Tingkatkan laju aliran dengan membuka katup pelepasan sampai terjadi gangguan pada filament pewarna yang menunjukkan aliran transisi, dan lakukan kembali langkah di atas.

Gambar 3.12. Membuka Katup untuk Aliran Transisi

g. Tingkatkan laju aliran dengan membuka katup pelepasan sampai terjadi gangguan pada filament pewarna yang menunjukkan aliran turbulen, dan lakukan kembali langkah di atas.

Gambar 3.13. Membuka Katup untuk Aliran Turbulen

h. Setelah selesai praktikum, atur aparatus sehingga debitnya kecil dan tutup tintanya. Setelah itu, kecilkan debit pada meja hidrolik, tekan tombol merah untuk mematikan meja hidrolik, dan cabut saklar.

Gambar 3.14. Mematikan Meja Hidrolik

3.6. Data Hasil Percobaan

Tabel 3.2. Data Hasil Percobaan

Aliran Volume (m3) t (s) D (cm) Diskositas

Laminer

0,0002 43,62

0.011 0,000000893

0,0002 49,03

0,0002 45,79

Transisi

0,0002 11,57

0,0002 12,03

0,0002 10,88

Turbulen

0,0002 5,72

0,0002 5,91

0,0002 6,13

Sumber : Data Hasil Percobaan 3.7. Perhitungan

a. Menghitung Debit (Q) Aliran Laminer

Q₁ = ^0,0002

, = 4,59E-06 m³/s Q₂ = ^0.0002_49,03 = 4,08E-06 m³/s Q₃ = ^0.0002_45,79 = 4,37E-06 m³/s

Rata-rata = 4,59E-06 + 4,08E-06 + 4,37E-06

= 4,34E-06 m /s Aliran Transisi

Q₁ =^0.0002_11,57 = 1,729E-05 m /s Q₂ = ^0.0002_12,03 = 1.663E-05 m /s Q₃ = ^0.0002_10,88 = 1.838E-05 m /s

Rata-rata = 1,729E-05 + 1,663E-05 + 1,838E-05

= 1,743E-05 m /s

Aliran Turbulen

Q₁ = ^0.0002_5,72 = 3,497E-05 m /s Q₂ = ^0.0002_5,91 = 3,384E-05 m /s Q₃ = ^0.0002_6,13 = 3,263E-05 m /s

Rata-rata = 3,497E-05 + 3,384E-05+ 3,263E-05

= 3,381E-05 m b. Mencari v

v = ^Q_A (3.6)

D = 0,011 m A = 9.50E-05 Aliran Laminer

v₁ = ^4,59E-06_9.50E-05 = 0,0483 m/s v₂ = ^4,08E-06_9.50E-05 = 0.0429 m/s v3 = ^4,37E-06_9.50E-05 = 0.0460 m/s

Rata-rata = ^v¹^{+ v}₃²^{+ v}³

= 0,04573337 m/s Aliran Transisi

v₁ = 1,729E-05

9.50E-05 = 0,1820 m/s

v₂ = "9.50E-05" ^1.663E-05 = 0,1750 m/s v₃ = "9.50E-05" ^1.838E-05 = 0,1935 m/s Rata-rata = ^v¹^{+ v}₃²^{+ v}³

= 0,18351509 m/s Aliran Turbulen

v₁ = ^3,497E-05_9.50E-05 = 0,3681 m/s v₂ = ^3,384E-05_9.50E-05 = 0,3563 m/s

v₃ = 3,263E-05

9.50E-05 = 0,3435 m/s

Rata-rata =

= 0,35595940 m/s c. Mencari Re

D = 0,011 m µ = 0.000000893 Aliran Laminer Re = 0,0483 x 0,011

0.000000893 = 594,6077 Re = 0,0429 x 0,011

0.000000893 = 528,9983 Re = 0,0460 x 0,011

0.000000893 = 566,4291 Rata-rata = ^Re¹^+Re₃²^{+ Re}³

= 563,3450

Aliran Transisi Re = 0,1820 x 0,011

0.000000893 = 2241,7276

Re = 0,1750 x 0,011

0.000000893 = 2156,0090

Re = 0,1953 x 0,011

0.000000893 = 2383,8960 Rata-rata = ^Re¹^+Re₃²^{+ Re}³

= 2260,5442 Aliran Turbulen

Re = 0,3681 x 0,011

0.000000893 = 4534,4035 Re = 0,3563 x 0,011

0.000000893 = 4388,6274 Re = 0,3435 x 0,011

0.000000893 = 4231,1237 Rata-rata = ^Re¹^+Re₃²^{+ Re}³

= 4384,7182

d. Mencari f

f = ⁶⁴_Re (3.7)

Aliran Laminer 𝑓 = ⁶⁴

, = 0,1076 𝑓 = _528,9983⁶⁴ = 0,1210

𝑓 = _566,4291⁶⁴ = 0,1130

Rata-rata =

= 0,1139 Aliran Transisi

𝑓 = ⁶⁴

, = 0,0285 𝑓 = _2156,0090⁶⁴ = 0,0297 𝑓 = _2383,8960⁶⁴ = 0,0268

Rata-rata =

= 0,0283 Aliran Turbulen

𝑓 = ⁶⁴

, = 0,0141 𝑓 = _4388,6274⁶⁴ = 0,0146 𝑓 = _4231,1237⁶⁴ = 0,0151 Rata-rata = ^f¹^+f²₃^{+ f}³

= 0,0146 e. Mencari Log f

Aliran Laminer Log 𝑓 = log (0,1076)

= -0,9681 Log 𝑓 = log (0,1210)

= -0,9173

Log 𝑓 = log (0,1130)

= -0,9470

Rata-rata = ^{Log f}¹^{+ Log f}₃²^{+ Log f}³

= -0,9441

Aliran Transisi Log 𝑓 = log (0,0285)

= -1,5444 Log 𝑓 = log (0,0297)

= -1,5275 Log 𝑓 = log (0,0268)

= -1,5711

Rata-rata = ^{Log f}¹^{+ Log f}₃²^{+ Log f}³

= -1,5480 Aliran Turbulen

Log 𝑓 = log (0,0141)

= -1,8503 Log 𝑓 = log (0,0146)

= -1,8361 Log 𝑓 = log (0,0151)

= -1,8203

Rata-rata = ^{Log f}¹^{+ Log f}₃²^{+ Log f}³

= -1,8358 f. Mencari Log Re

Aliran Laminer

Log Re = log (594,6077)

= 2,7742 Log Re = log (528,9983)

= 2,7235 Log Re = log (566,4291)

= 2,7531

Rata-rata = ^{Log Re}¹^{+ Log Re}₃ ²^{+Log Re}³

= 2,7503 Aliran Transisi

Log Re = log (2241,7276)

= 3,3506

Log Re = log (2156,0090)

= 3,3337

Log Re = log (2383,8960)

= 3,3773

Rata-rata = ^{Log Re}¹^{+ Log Re}₃ ²^{+Log Re}³

= 3,3542q Aliran Turbulen

Log Re = log (4534,4035)

= 3,6565

Log Re = log (4388,6274)

= 3,6423 Log Re = log (4231,1237)

= 3,6265

Rata-rata = ^{Log Re}¹^{+ Log Re}₃ ²^{+Log Re}³

= 3,6419

Tabel 3.3. Data Hasil Perhitungan

No Waktu (s) Volume(m3) Debit(Q) Kecepatan Re Jenis

Aliran F LOG

F LOG Re

43,62 0,0002 0,00000459 0,0483 594,6077

Laminer

0,1076 -

0,9681 2,7742

49,03 0,0002 0,00000408 0,0429 528,9983 0,1210 -

0,9173 2,7235

45,79 0,0002 0,00000437 0,0460 566,4291 0,1130 -

0,9470 2,7531

Rata-rata 0,00000434 0,04573337 563,3450 0,1139 -

0,9441 2,7503

11,57 0,0002 0,00001729 0,1820 2241,7276

Transisi

0,0285 -

1,5444 3,3506

12,03 0,0002 0,00001663 0,1750 2156,0090 0,0297 -

1,5275 3,3337

10,88 0,0002 0,00001838 0,1935 2383,8960 0,0268 -

1,5711 3,3773

Rata-rata 0,00001743 0,18351509 2260,5442 0,0283 -

1,5480 3,3542

5,72 0,0002 0,00003497 0,3681 4534,4035

Turbulen

0,0141 -

1,8503 3,6565

5,91 0,0002 0,00003384 0,3563 4388,6274 0,0146 -

1,8361 3,6423

6,13 0,0002 0,00003263 0,3435 4231,1237 0,0151 -

1,8203 3,6265

Rata-rata 0,00003381 0,35595940 4384,7182 0,0146 -

1,8358 3,6419

Sumber : Data Hasil Perhitungan

Grafik 3.1. Bilangan Reynolds Vs Debit Aliran pada Aliran Laminer

Grafik 3.2. Bilangan Reynolds Vs Debit Aliran pada Aliran Transisi

Grafik 3.3. Bilangan Reynolds Vs Debit Aliran pada Aliran Turbulen 0,00000459;

594,6077

0,00000408;

528,9983

0,00000437;

566,4291

480,0 500,0 520,0 540,0 560,0 580,0 600,0

0,00000459 0,00000408 0,00000437

Q Laminer

Re VS Q Laminer

0,00001729;

2241,7276 0,00001663;

2156,0090

0,00001838;

2383,8960

2000,0 2100,0 2200,0 2300,0 2400,0 2500,0

0,00001729 0,00001663 0,00001838

Q Transisi

Re VS Q Transisi

0,00003497;

4534,4035

0,00003384;

4388,6274

0,00003263;

4231,1237 4000,0

4100,0 4200,0 4300,0 4400,0 4500,0 4600,0

0,00003497 0,00003384 0,00003263

Q Turbulen

Re VS Q Turbulen

Grafik 3.4. Log F Vs Log Re pada Aliran Laminer

Grafik 3.5. Log F Vs Log Re pada Aliran Transisi

Grafik 3.6. Log F Vs Log Re pada Aliran Turbulen -0,9681;

2,7742

-0,9173;

2,7235

-0,9470;

2,7531

2,680 2,700 2,720 2,740 2,760 2,780

-0,9681 -0,9173 -0,9470

Log F Laminer

Log Re

Log Re VS Log F Laminer

-1,5444;

3,3506

-1,5275;

3,3337

-1,5711;

3,3773

3,33,3 3,33,3 3,43,4 3,43,4 3,4

-1,5444 -1,5275 -1,5711

Log F Transisi

Log Re

Log Re VS Log F Transisi

-1,8503;

3,6565

-1,8361;

3,6423

-1,8203;

3,6265

3,6 3,6 3,6 3,6 3,7 3,7

-1,8503 -1,8361 -1,8203

Log F Turbulen

Log Re

Log Re VS Log F Turbulen

3.8. Analisis

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, terdapat beberapa jenis aliran pada saluran air tertutup. Jenis-jenis aliran tersebut seperti aliran laminer, aliran transisi, dan aliran turbulen. Aliran laminer adalah aliran yang secara visual terlihat seperti aliran yang sejajar mengikuti pipa saluran dan teratur. Aliran turbulen adalah aliran yang dilihat secara visual saling bersilangan sehingga dilihat seperti tidak teratur.

Aliran transisi adalah kondisi aliran peralihan dari aliran laminer menjadi aliran turbulen atau sebaliknya.

Berdasarkan data hasil percobaan, jenis aliran tersebut dapat kita tentukan dari bilangan reynolds. Secara teoritis jenis aliran laminer adalah aliran yang memiliki bilangan reynolds kurang dari 2000. Sedangkan aliran turbulen adalah aliran yang memiliki bilangan reynolds lebih dari 4000. Untuk aliran transisi bilangan reynolds antara 2000 sampai 4000. Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, didapatkan nilai rata-rata dari jenis aliran laminer adalah sebesar 563,3450, untuk aliran transisi sebesar 2260,5442, dan untuk aliran turbulen sebesar 4384,7182.

Berdasarkan data hasil perhitungan didapatkan bahwa bilangan reynolds dipengaruhi oleh kecepatan aliran. Semakin besar kecepatan suatu aliran, maka nilai dari bilangan reynolds akan semakin besar. Sedangkan, bila semakin kecil kecepatan suatu aliran, maka nilai dari bilangan reynolds akan semakin kecil.

Berdasarkan grafik pada setiap aliran, dapat dilihat bahwa hubungan Q dengan Re menunjukkan grafik kenaikan yang konstan. Hal tersebut menunjukkan bahwa debit memengaruhi nilai Re yang ditunjukkan dengan semakin semakin besar nilai debit maka semakin besar pula nilai dari bilangan reynolds pada suatu aliran dan juga sebaliknya.

Berdasarkan grafik pada setiap aliran, dapat dilihat bahwa hubungan Log Re dengan Log F menunjukkan grafik penurunan yang konstan. Hal tersebut menunjukkan bahwa semakin kecil nilai dari Log Re maka akan semakin besar nilai dari Log F.

Hal tersebut menunjukkan juga semakin besar nilai dari bilangan Reynold (Re) maka nilai koefisien gesekan (f) yang dihasilkan akan semakin kecil begitu juga sebaliknya.

3.9. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa : a. Terdapat beberapa sifat aliran pada saluran air tertutup, yaitu aliran

laminar (teratur), transisi (peralihan), dan turbulen (tidak teratur).

b. Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan hasil dari bilangan reynold rata- rata pada aliran laminer sebesar 563,3450, aliran transisi sebesar 2260,5442, dan pada aliran turbulen sebesar 4384,7182. Berdasarkan teori osborne reynold aliran laminer memiliki bilangan reynold di bawah 2000, aliran turbulen di atas 4000, dan aliran transisi diantara 2000 sampai 4000. Hasil tersebut sesuai dengan klasifikasi jenis aliran berdasarkan bilangan reynold.

c. Terdapat kesesuaian antara pengamatan yang dilakukan secara visual dengan pengamatan yang dilakukan secara perhitungan (teoritis).

3.10. Saran

Adapun saran dari percobaan yang telah dilakukan adalah sebagai berikut : a. Sebelum praktikum dimulai, praktikan menyiapkan segala perlengkapan yang dibutuhkan.

b. Pada saat praktikum, praktikan diharapkan sudah memahami modul yang akan dilakukan percobaan.

c. Pada saat kegiatan praktikum berlangsung, praktikan diharapkan agar lebih fokus dan teliti.

3.11. Daftar Pustaka

Streeter, V., & Wylie, B. (1975). Fluid Mechanics. Tokyo: McGraw-Hill Kogakusha, Ltd.

Tim Laboratorium Hidraulika. (2019). Modul Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika Program Studi Teknik Sipil Institut Teknologi Sumatera.

Lampung Selatan: Laboratorium Hidroteknik.

3.12. Lampiran

MODUL IV

TINGGI METASENTRIK

4.1. Pendahuluan

Permasalahan dalam stabilitas benda terapung seperti kapal yang mengambang di Permukaan air merupakan hal yang penting. Kondisi kestabilan, netral, atau ketidakstabilannya dinyatakan dalam tinggi titik berat benda atau ponton. Pada praktikum kali ini, praktikan dapat mengetahui stabilitas ponton data dari titik beratnya pada ketinggian yang berbeda-beda, dan praktikan dapat membandingkan hasil percobaan dengan hasil perhitungan stabilitas secara analisis. Sebuah benda dapat terapung stabil jika titik beratnya berada dibawah titik ujung. Akan tetapi suatu benda yang titik beratnya berada diatas pusat apung dapat terapung stabil dan netral tergantung pada titik metasentrik. Salah satu syarat kesetimbangan benda adalah dapat terapung, tidak stabil, stabil, dan netral ditentukan oleh tinggi metasentrik. Metasentrik adalah potongan pusat apung dalam keadaan tegak, garis netral tersebut akan berhimpit dengan sumbu tegak. Dalam praktikum kali ini, ponton dibuat sebagai permodelan kapal yang mengapung di Permukaan air dan terdapat pemberat horizontal pada badan yang sejajar dengan permukaan ponton tersebut. Pemberat ini mampu digeser secara horizontal dan vertical untuk menentukan kestabilan ponton yang dapat diketahui berdasarkan titik beratnya pada ketinggiaan tertentu.

4.2. Tujuan

Tujuan percobaan ini adalah:

1. Mengetahui prinsip-prinsip stabilitas benda terapung.

2. Menentukan stabilitas suatu benda terapung

3. Membandingkan hasil analisis stabilitas benda terapung dengan hasil percobaan.

4.3. Alat dan bahan

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan tinggi metasentrik adalah sebagai berikut:

a. Penggaris

Gambar 4.1. Penggaris b. Bejana Air

Gambar 4.2. Bejana Air c. Ponton

Gambar 4.3. Ponton

4.4. Teori Dasar

Suatu benda apung dalam zat cair statis akan menerima gaya apung, FB seberat zat cairu yang dipindah oleh benda itu. Gaya apung, FB selalu beraksi vertical ke atas dan dalam bentuk persamaan dinyatakan dengan :

FB= ρ.γ.V (1.1)

Keterangan:

ρ : Rapat massa zat cair (Kg/m³) γ : Percepatan gravitasi (N/m³)

V : Volume zat cair yang dipindahkan oleh benda apung (m³)

Tinggi metasentrik adalah tinggi potongan antara garis vertikal yang dilalui pusat apung Bo sesudah benda digoyang dengan garis vertikal Wo sebelum digoyang.

Jika mau terletak diantara Wo maka benda akan terbenam< maksudnya benda akan terapung labil suatu benda apung dalam zat cair statis akan menerima gaya apung seberat zat cair yang dipindahkan oleh gaya itu. Letak Wo dipengaruhi oleh sudut penggoyangan (θ). Sudut penggoyangan diperhitungkan sehingga pusat koordinat diambil G (pusat berat). Dengan demikian ukuran stabilitas didasarkan pada jarak :

N – G = tinggi metasentrik (1.2)

Apabila :

M > 0 (N diatas G) = terapung stabil M < 0 (N dibawah G) = terapung labil M = 0 (N pada G) = terapung indifferent

Untuk mencari jarak GN dapat menggunakan rumus :

GM = _Msinꝋ^mx (1.3)

BN = IV (1.4)

GN = BN – BG (1.5)

GN = _Mtanꝋ^AmX (1.6)

Keterangan :

GN : Tinggi metasentrik

Am : Selisih berat ponton dengan berat massa pengatur ꝋ :Sudut Kemiringan

M : Berat Ponton

Pemakaian prinsip tersebut misalnya untuk menentukan stabilitas : 1. Jembatan Pronton

2. Perahu atau kapal laut 3. Pondasi Pantai

4. Percobaan tekanan hidrostatika 4.5. Prosedur Kerja

Prosedur kerja dalam percobaan tinggi metasentrik diuraikan sebagai berikut : a. Menyiapkan alat dan bahan.

Gambar 4.4. Menyiapkan Alat dan Bahan

Dalam dokumen LAPORAN PRAKTIKUM SI2130 MEKANIKA FLUIDA DAN HIDRAULIKA (Halaman 81-112)