LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA
KEHILANGAN TINGGI TEKAN PADA PIPA LURUS DAN BELOKAN
Disusun Oleh :
Nama : Siti Nur Aiini Kelas : KE-2A
NIM : 3.22.21.0.18
Dosen Pengampu : F. Gatot Sumarno, S.T., M.T.
PROGRAM STUDI D-III TEKNIK KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG TAHUN 2022/2023
A. TUJUAN
a) Dapat menentukan kehilangan tinggi tekan akibat gesekan di dalam pipa lurus.
b) Dapat menentukan kekasaran pipa dari berbagai jenis pipa:
- Pipa galvanis - Pipa PVC
c) Dapat membandingkan hasil percobaan dengan harga-harga dari literatur.
d) Dapat menentukan kehilangan tinggi tekan pada belokan
e) Dapat menentukan koefisien kehilangan tinggi tekan pada belokan f) Dapat membuat grafik hubungan antara kehilangan tinggi tekan
dengan V²/2.g
B. DASAR TEORI 1. Menentukan Debit
Debit air adalah kecepatan aliran zat cair melewati jarak penampang per satuan waktu. Debit air menggunakan satuan volume per waktu atau ml/detik, liter/detik, m³/detik, liter/jam, m³/jam, dan berbagai satuan lainnya. Satuan debit sering digunakan dalam pengawasan daya tampung (kapasitas) air di sungai atau bendungan supaya air yang ada dapat dikontrol.
� = 𝐀. � 𝟏𝟎𝟎𝟎. � Dimana: Q = debit (Itr/dtk)
A = luas penampang bak pengukur debit (cm³) H = tinggi air di dalam bak ukur (cm)
t = waktu (detik)
2. Menentukan Bilangan Reynold
Dalam mekanika fluida, bilangan Reynolds adalah rasio antara gaya inersia terhadap gaya viskos yang mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentikasikan jenis aliran yang berbeda, misalnya laminar dan turbulen.
𝐑� = 𝑣. �
�
Dimana : ν = kecepatan aliran di dalam pipa, dihitung dengan � = �
𝐀
d = diameter pipa v = kekentalan air
3. Kehilangan Tinggi Tekan Pada Pipa Lurus
Major losses adalah kehilangan tinggi tekan akibat gesekan yang terjadiantara fluida dengan dinding pipa atau perubahan
kecepatan yang dialami oleh aliran fluida. Contohnya adalah kehilangan tinggi akibat gesekan pada pipa lurus.
𝒍. �2
�� = � 𝐝. 𝟐�
Dimana : Hl = kehilangan tinggi tekan karena gesekan pipa λ = koefisien gesek Darcy
d = diameter pipa 1 = panjang pipa
ν = kecepatan aliran di dalam pipa g = percepatan gravitasi
4. Hubungan Antara Bilangan Reynold Dengan Koefisien Darcy Menurut Blassius dapat dituliskan sebagai berikut :
𝟎. 𝟑𝟏�
� = �
𝑹�𝟎.𝟐�
5. Kehilangan tinggi tekan akibat adanya belokan 𝑯𝒍 = � 𝟐. �𝒗²
Dimana : Hl = Kehilangan tinggi tekan karena belokan k = koefisien gesek Darcy
d = diameter pipa 1 = panjang pipa
g = percepatan gravitasi
Kehilangan tinggi tekan akibat belokan bergantung pada geometri belokan dan kecepatan aliran di dalam pipa. Dengan menggunakan manometer, kehilangan tinggi tekan dapat diketahui dengan cara membaca tekanan pada awal dan akhir belokan.
C. ALAT DAN BAHAN
1. Instalasi pipa 1 set 2. Jangka sorong 1 buah
3. Meteran 1 buah
4. Termometer 1 buah
5. Stopwatch 1 buah
6. Kertas 1 lembar
7. Bolpoin 1 buah
D. LANGKAH KERJA
1. Mempersiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam praktikum.
2. Mengukur panjang pipa galvanis dan PVC.
3. Mengukur diameter dalam pipa galvanis dan PVC.
4. Mengukur temperatur air di dalam bak ukur.
5. Mengecek kondisi instalasi pipa yang akan digunakan apakah berfungsi semua atau tidak.
6. Menyalakan pompa air.
7. Menutup semua kran pada instalasi pipa.
8. Membuka kran pada titik pengukuran yang akan diuji.
9. Jika ada gelembung udara di dalam tabung manometer, maka tekanan tidak akan sama. Tarik sambungan tabung dan alirkan udara keluar sampai berisi air.
10. Bila udara sudah keluar, semua tinggi tekanan pada manometer akan rata. Bila satu sana lain belum rata ulang lagi untuk mengeluarkan udara dari manometer.
11. Mengukur debit tiga kali dan ambil harga rata-ratanya. Caranya dengan mengukur waktu yang diperlukan oleh air untuk mencapai ketinggian air tertentu di dalam bak ukur.
12. Mencatat harga tekanan pada titik-titik pengukuran (h1 dan h2).
13. Ulangi lagi langkah 6-12 dengan menggunakan pipa galvanis, belokan 45° dan belokan 90°.
E. DATA HASIL PERCOBAAN 1. Pipa PVC
d = 0,032 m Ɩ = 1,5 m
v = 0,854 x 10-6 m2-/s Temperatur air = 27°
AP = � 𝑑2 = � (0,0032)2
4 4
= 0,000804 m2 AT= p x l = 0,4 x 0,4
= 0,16 m2
PENGUKURAN PERHITUNGAN HASIL
No Percob
Tinggi Air Waktu Tinggi Manometer
Q = AT.H/t v = Q/Ap Re =v.d/v λ = 0,316/Re^0,25 Hl = λ. l.v²/2.d.g Ks = λ/Re f
H t h1 h2
(m) (detik) (m) (m) (m³/dtk) (m/dtk)
1 0,04 16,84 0,19 0,16 0,00038 4,72578E-05 17,70785 0,154044289 8,2277E-10 0,008699207 0,03625 2 0,08 38,72 0,19 0,16 0,000331 4,11065E-05 15,40291 0,159999963 6,46586E-10 0,010387648 0,03851 3 0,12 59 0,19 0,16 0,000325 4,04655E-05 15,16272 0,159999963 6,26578E-10 0,010552191 0,03872 rata-rata 0,08 38,18667 0,19 0,16 0,000345 4,29433E-05 16,09116 0,158014738 6,98645E-10 0,009879682 0,037826667
2. Pipa Galvanish d = 0,032 m Ɩ = 1,5 m
v = 0,854 x 10-6 m2-/s Temperatur air = 27°
AP = � 𝑑2 = � (0,0032)2
4 4
= 0,000804 m2
AT= p x l = 0,4 x 0,4
= 0,16 m2
PENGUKURAN PERHITUNGAN HASIL
No Percob
Tinggi Air Waktu Tinggi Manometer
Q = AT.H/t v = Q/Ap Re =v.d/v λ = 0,316/Re^0,25 Hl = λ. l.v²/2.d.g Ks = λ/Re f
H t h1 h2
(m) (detik) (m) (m) (m³/dtk) (m/dtk)
1 0,04 15,22 0,1 0,02 0,00042 5,22879E-05 19,59266 0,150197859 9,8209E-10 0,007666028 0,03482 2 0,08 35,9 0,1 0,02 0,000357 4,43355E-05 16,61283 0,159999962 7,52156E-10 0,009631109 0,03754 3 0,12 84,07 0,1 0,02 0,000228 2,83985E-05 10,64114 0,159999968 3,08601E-10 0,015035978 0,04386 rata-rata 0,08 45,06333 0,1 0,02 0,000335 4,1674E-05 15,61554 0,156732596 6,80949E-10 0,010777705 0,03874
3. Belokan 90°
d = 0,032 m Ɩ = 1,5 m
v = 0,854 x 10-6 m2-/s Temperatur air = 27°
AP = � 𝑑2 = � (0,0032)2
4 4
= 0,000804 m2 AT= p x l = 0,4 x 0,4
= 0,16 m2
4. Belokan 45°
d = 0,032 m Ɩ = 1,5 m
v = 0,854 x 10-6 m2-/s Temperatur air = 27°
AP = � 𝑑2 = � (0,0032)2
4 4
= 0,000804 m2 AT= p x l = 0,4 x 0,4
= 0,16 m2
PENGUKURAN PERHITUNGAN HASIL
Tinggi Air Waktu Tinggi Manometer
Q = AT.H/t v = Q/Ap Re =v.d/v λ = 0,316/Re^0,25 Hl = λ. l.v²/2.d.g K = (Hl/2.g)/v²
No Percob H t h1 h2
(m) (detik) (m) (m) (m³/dtk) (m/dtk)
1 0,04 27,28 0,16 0,13 0,000235 2,91724E-05 10,93109 0,173788554 3,53712E-10 2,036584623 2 0,08 88,47 0,16 0,13 0,000145 1,79908E-05 6,741274 0,196110834 1,51805E-10 2,29817384 3 0,12 181,59 0,16 0,13 0,000106 1,31476E-05 4,926487 0,212105899 8,76856E-11 2,485616008 rata-rata 0,08 99,11333 0,16 0,13 0,000162 2,01036E-05 7,532952 0,194001763 1,97734E-10 2,273458157
Diagram Moody
