BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
Air merupakan salah satu sumberdaya alam yang menjadi sumber kehidupan bagi seluruh mahluk hidup yang ada di bumi ini, tak ada yang bisa menyangkal, bahwa air merupakan elemen penting dalam kehidupan manusia, tidak saja untuk dikonsumsi, kebutuhan akan air juga menopang banyak aktivitas manusia. Menurut Kodoatie, (2005) “Air merupakan material yang membuat kehidupan terjadi di Bumi”. Dari sudut pandang geografi air adalah salah satu objek material geografi (geosfer), dimana studi tentang air dikaji menggunakan pendekatan kelingkungan/ekologi maupun pendekatan keruangan dan wilayah. Studi tentang air (hidrosfer) mengkaji segala wujud air sebagai objek yang ada di darat maupun di laut. Adapun salah satu air yang ada didarat yaitu air tanah (groundwater).
Pentingnya air dan kaitannya dengan berbagia persoalan yang diakibatkan oleh minimnya akses tehadap air telah disadari sejaklama. Pada tahun 2003 organisasi kesehatan dunia atau World Health Organitation (WHO) mengluarkan publikasi berjudul The Right to Water. Dalam publikasi ini WHO menyatakan bahawa dari 6 miliar penduduk bumi 1,1 miliar diantaranya tidak memiliki akses yang cukup terhadap air minum yang aman. Kurangnya akses ini membawa akibat lanjutan, yakni terhalangnya pemenuhan akan hak atas kesehatan dan hak asasi manusia lainnya seperti hak atas makanan dan tempat tinggal yang memadai.
Pernyataan demikian menunjukkan bahwa terpenuhinya hak atas air (The Right to Water).(Hamid Chalid dkk, 2018)
2.2 Tekanan
Tekanan didefinisikan sebagai jumlah gaya (F) tiap satuan luas (A). Apabila gaya terdistribusi secara merata pada suatu luasan, maka tekanan (P) didefinisikan sebagai berikut.(Nastain dan Suroso, 2005)
P=F
A … Pers (2.1)
Keterangan :
P = Tekanan hidrostatis (N/m2)
F = Gaya (N)
A = Luas (m2)
Tekanan sebesar P pada suatu titik di dalam cairan dapat dinyatakan dengan tinggi h dari cairan tersebut. Apabila tekanan itu disebabkan oleh alat penekan, maka besarnya tekanan dapat diukur dengan tinggi cairan yang memberi tekanan yang sama.
P=γ . h …Pers (2.2)
Atau
P=ρ . g .h …Pers (2.3)
Atau
γ=ρ ∙ g …Pers (2.4)
Keterangan :
P = Tekanan hidrostatis (N/m2) γ = Berat jenis cairan (N/m3) h = Tinggi tekanan (m) ρ = Massa jenis (Kg/m3) g = Percepatan gravitasi (m/s2) (Abidin dan Wagiani, 2013).
2.3 Kecepatan
Di dalam aliran zat cair, pergerakan partikel-partikel zat tersebut sulit diamati, oleh karena itu biasanya digunakan kecepatan pada suatu titik sebagai fungsi waktu untuk mendefinisikan pergerakan partikel.
Percepatan partikel zat cair yang bergerak didefinisikan sebagai laju perubahan kecepatan. Laju perubahan kecepatan ini bisa disebabkan oleh perubahan geometri medan aliran atau karena perubahan waktu. Dipandang suatu aliran melalui curat dengan tampang lintang mengecil dari sebuah tangki seperti tampak pada Gambar (2.1).
Gambar 2.1 Aliran melalui curat (Sumber : Nastain dan Suroso, 2005)
Apabila tinggi muka air dari sumbu curat adalah tetap, maka aliran melalui curat akan permanen dan kecepatan pada suatu titik adalah tetap terhadap waktu.
Tetapikarena adanya pengecilan tampang curat, maka aliran disepanjang curat akan dipercepat. Perubahan kecepatan karena adanya perubahan tampang aliran disebut dengan percepatan konveksi. Apabila tinggi muka air berubah (bertambah atau berkurang) maka kecepatan aliran di suatu titik dalam curat akan berubah dengan waktu, yang berarti aliran di titik tersebut mengalami percepatan. Percepatan ini disebut dengan percepatan lokal yang terjadi karena adanya perubahan aliran menurut waktu. Dengan demikian apabila permukaan zat cair selalu berubah maka aliran di dalam curat akan mengalami percepatan konveksi dan lokal. Gabungan dari kedua percepatan tersebut dikenal dengan percepatan total, dan aliran yang terjadi merupakan aliran tak mantap.(Nastain dan Suroso, 2005)
Perhatikan Gambar 2.2 yang menunjukan lintasan dari gerak partikel zat cair.
Partikel tersebut bergerak dar titik O sampai ke titik P. Panjang lintasan OP adalah ds. Di titik O kecepatan partikel adalah V dan di titik P kecepatannya menjadi V+dV.
Selama gerak tersebut kecepatan partikel tidak tetap, tetapi berubah dengan waktu dan ruang.
Gambar 2. 2 Lintasan gerak zat cair (Sumber : Nastain dan Suroso, 2005)
Secara matematis dapat ditulis :
v=s
t …Pers
(2.5) Atau
v=ds
dt …Pers (2.6)
Percepatan partikel selam gerak tersebut adalah :
a=dv dt
…Pers (2.7)
Keterangan :
v = Kecepatan (m/s)
s = Jarak (m)
t = Waktu (s)
a = Percepatan (m/s2)
dv = Diferensial kecepatan (m/s) dt = Diferensial waktu (s) ds =Diferensial jarak (m)
2.4 Debit
Debit adalah volume cairan yang melewati suatu penampang tiap satuan waktu, biasanya dinyatakan dengan Q.Dipandang tabung aliran seperti yangditunjukkan
pada Gambar 2.3, untuk aliran satu dimensi dan mantap, kecepatan rerata dan tampang lintang pada titik 1 dan 2 adalah v , dA1 dan v2 , dA2 .
Gambar 2.3. Tabung aliran (Sumber : Nastain dan Suroso, 2005)
Volume zat cair yang masuk melalui tampang 1 tiap satuan waktu adalah v1dA1 ,dan volume zat cair yang keluar dari tampang 2 tiap satuan waktu adalah v2dA2 . Oleh karena tidak ada zat cair yang hilang di dalam tabung aliran, maka:
v1∙ dA1=v2∙ dA2 …Pers (2.8) Untuk seluruh luasan pipa
v1∙ A1=v2∙ A2 …Pers (2.9) Atau
Q=A . v …Pers (2.10) Keterangan :
A = Luas penampang (m2) v = Kecepatan aliran (m/s)
Persamaan tersebut dikenal dengan persamaan kontinuitas untuk zat cair tak mampumampat. Pada pipa bercabang (Gambar 2.4), maka debit aliran yang menuju titik cabang harus sama dengan debit aliran yang meninggalkan titik tersebut.
Gambar 2.4 Persamaan kontinuitas pada pipa bercabang (Sumber : Nastain dan Suroso, 2005)
Maka berlaku:
Q1=Q2+Q3 …Pers (2.11) Atau
A1∙ v1=A2∙ v2+A3∙ v3 …Pers (2.12)
Biasanya debit aliran menuju titik cabang diberi tanda positif dan yangmeninggalkan diberi tanda negatif, sehingga jumlah aliran pada percabangan adalah nol.
Σ Q = 0 …Pers (2.13) Keterangan :
Q = Debit (m3/s)
A = Luas penampang (m2) v = Kecepatan (m/s)
2.5 Prinsip Bernoulli
Persamaan yang telah dihasilkanoleh Bernoulli tersebut juga dapat disebutsebagai Hukum Bernoulli, yakni suatuhukum yang dapat digunakan untukmenjelaskan gejala yang berhubungandengan gerakan zat alir melalui suatupenampang pipa. Hukum tersebutditurunkan dari Hukum Newton denganberpangkal tolak pada teorema kerjatenagaaliran zat cair dengan beberapapersyaratan antara lain aliran yang terjadimerupakan aliran steady (mantap,
tunak),tak berolak (laminier, garisalir streamline), tidak kental dan tidaktermampatkan. Prinsip Bernoullimenyatakan bahwa di mana kecepatanaliran fluida tinggi, tekanan fluidatersebut menjadi rendah. Sebaliknya jikakecepatan aliran fluida rendah,tekanannya menjadi tinggi.Persamaan dinyatakan dalamHukum Bernoulli tersebut melibatkanhubungan berbagai besaran fisis dalamfluida, yakni kecepatan aliran yangmemiliki satu garis arus, tinggipermukaan air yang mengalir, dantekanannya. Bentuk hubungan yang dapatdijelaskan melalui besaran tersebutadalah besaran usaha tenaga pada zatcair.(Abidin dan Wagiani, 2013)
2.6 Persamaan Bernoulli
Persamaan yang telah dihasilkan oleh Bernoulli tersebut juga dapat disebut sebagai Hukum Bernoulli, yakni suatu hukum yang dapat digunakan untuk menjelaskan gejala yang berhubungan dengan gerakan zat alir melalui suatu penampang pipa. Hukum tersebut diturunkan dari Hukum Newton dengan berpangkal tolak pada teorema kerja tenaga aliran zat cair dengan beberapa persyaratan antara lain aliran yang terjadi merupakan aliran steady (mantap, tunak),tak berolak (laminier, garisalir streamline), tidak kental dan tidak termampatkan. Prinsip Bernoulli menyatakan bahwa di mana kecepatan aliran fluida tinggi, tekanan fluida tersebut menjadi rendah. Sebaliknya jika kecepatan aliran fluida rendah, tekanannya menjadi tinggi.Persamaan dinyatakan dalam Hukum Bernoulli tersebut melibatkan hubungan berbagai besaran fisis dalam fluida, yakni kecepatan aliran yang memiliki satu garis arus, tinggi permukaan air yang mengalir, dan tekanannya. Bentuk hubungan yang dapat dijelaskan melalui besaran tersebut adalah besaran usaha tenaga pada zatcair.
Untuk menurunkan persamaan Bernoulli, kita terapkan teorema usaha dan energi pada fluida dalam daerah tabung alir (ingat kembali pembahasan mengenai usaha dan energi). Selanjutnya, akan memperhitungkan banyaknya fluida dan usaha yang dilakukan untuk memindahkan fluida tersebut.
Gambar 2.5 Persamaan Bernoulli (Sumber :Abidin dan Wagiani, 2013)
Rumus Persamaan Bernoulli adalah :
P1+1
2ρ v12+ρgh1=P2+1
2ρV22+ρg h2 …Pers (2.14) Atau
P=P1+1
2ρ v2+ρgh=C …Pers (2.15)
Keterangan :
P = Tekanan (Pa)
ρ = Massa jenis fluida (kg/m³) V = Kecepatan aliran fluida (m/s) g = Percepatan gravitasi (m/s²) h = Tinggi tabung alir (m)
Persamaan ini menyatakan bahwa jumlahtotal antara besaran-besaran dalam persamaan mempunyai nilai yang sama sepanjang tabung alir.(Abidin dan Wagiani, 2013)
2.6.1 Fluida Statis
Suatu zat yang mempunyai kemampuan mengalir dinamakan fluida.Cairan adalah salah satu jenis fluida yang mempunyai kerapatan mendekati zat padat. Letak partikelnya lebih merenggang karena gaya interaksi antar partikelnya lemah. Gas juga merupakan fluida yang interaksi antar partikelnya sangat lemah sehingga diabaikan. Apabila fluida mengalami gaya geser maka akan siap untuk mengalir.
a) Tekanan dalam Fluida Statis
Fluida diam adalah Zat alir yang tidakdalam kondisi bergerak.Contohnya airdalam gelas dan air dalam bak mandi.Cabang ilmu fisikan yang mempelajarifluida diam disebut Hidrostatistika, sedangkan yang mempelajari fluida bergerak disebut sebagai Hidrodinamika. Hidrodinamika yang khusus mempelajari aliran gas dan udara dinamakan Aerodinamika. Massa jenis atau kerapatan suatu zat didefinisikan sebagai perbandingan massa dengan volume zat tersebut. Secara matematis, massa jenis dirumuskan sebagai berikut :
ρ=m
v …Pers (2.16)
Keterangan :
ρ = Massa jenis (kg/m³) M = Massa benda (Kg) v = Volume benda (m³)
2.6.2 Fluida Dinamis
Fluida mempunyai karakter yangkhas, misalnya Udara dan air jugamempunyai karakter berbeda. Udaradapat ditekan sehingga menempativolume yang lebih kecil, tetapi air tidakdapat diperlakukan serupa. Minyakpelumas dan air mempunyai kekentalanyang berbeda. Oleh karena itu, fluida mempunyai beberapa sifat sebagaiberikut:
Sifat pertama adalah kemampuan(compressibility), yaitu kemampuanfluida untuk mengalami perubahanvolume ketika ditekan (dimampatkan).Hampir semua zat cair tidak dapatdimampatkan (incompressible). Gas pun dalam kondisi tertentu dapat dianggap tidak termampatkan, misalnya saja dengan mengatur alirannya sedemikian rupa sehingga perubahan tekanan pada setiap titiknya tidak terlalu besar.
Sifat kedua adalah sifat yang berkaitan dengan kecepatan aliran. Jika kecepatan pada setiap titiknya tidak mengalami perubahan, alirannya disebut aliran tunak (steady flo) dan yang sebaliknya disebut aliran tak tunak (nonsteady flow). Aliran tunak hanya mengizinkan arah arus dan kecepatan arus yang sama pada setiap titiknya. Apabila ditemukan fluida yang tidak memenuhi keadaan tersebut, fluida itu merupakan fluida tak tunak. Air yang mengalir dengan kecepatan rendah merupakan contoh aliran tunak, tetapi ketika dipercepat alirannya menjadi tak tunak.
Sifat ketiga adalah sifat otientasi aliran, pada sifat ini ada fluida yang mengalami perputaran (rotational) ada juga yang tidak mengalami perputaran (irrotational). Ambillah sebuah roda kecil atau benda yang dapat dimasukkan kedalam fluida, kemudian perhatikan. Apabila suatu ketika benda tersebut terlihat berputar maka aliran fluida tentu mengalami putaran di titik benda tersebut berputar.
Sifat keempat berkaitan dengan kekentalannya (viscosity). Fluida yang kental akan lebih sulit mengalir jadi kekentalan setara dengan gaya gesekan untuk benda padat.
a) Persamaan Kontinuitas Sama dengan Kekekalan Massa Fluida
Aliran fluida pada sebuah pipa yangmempunyai diameter berbeda, sepertitampak pada gambar di bawah.
Gambar 2.6 Aliran fluida pada sebuah pipa
(Sumber : Abidin dan Wangiani, 2013)
Gambar ini menujukan aliran fluida dari kiri ke kanan (fluida mengalir dari pipa yangdiameternya besar menuju diameter yang kecil). Garis putus-putus merupakan garis arus.
Keterangan :
A1 = Luas penampang bagian pipa yang berdiameter besar (m²) A2 = Luas penampang bagian pipa yang berdiameter kecil (m²)
v1 = Laju aliran fluida pada bagian pipa yang berdiameter besar (m/s) v2 = Laju aliran fluida pada bagian pipa yang berdiameter kecil (m/s) L = Jarak tempuh fluida (m).
Pada aliran tunak, kecepatan aliranpartikel fluida di suatu titik sama dengan kecepatan aliran partikel fluida lain yang melewati titik itu. Aliran fluida juga tidak saling berpotongan (garis arusnya sejajar). Karenanya massa fluida yang masuk ke salah satu ujung pipa harus sama dengan massa fluida yang keluar di ujung lainnya.
Jika fluida memiliki massa tertentu masuk pada pipa yang diameternya besar, maka fluida tersebut akan keluar pada pipa yang diameternya kecil dengan massa yang tetap. Kita tinjau bagian pipa yang diameternya besar dan bagian pipa yang diameternya kecil.
Selama selang waktu tertentu, sejumlah fluida mengalir melalui bagian pipa yang diameternya besar (A1) sejauh L1 (L1 = v1t). Volume fluida yang mengalir adalah V1 = A1L1 = A1v1t. Selama selang waktu yang sama, sejumlah fluida yang lain mengalir melalui bagian pipa yang diameternyakecil (A2) sejauh L2 (L2 = v2t).
Volumefluida yang mengalir adalah V2 = A2L2 = A2v2t.
b) Persamaan Kontuinitas Untuk Fluida Tak-Termampatkan (Incompressible) Pada fluida tak-termampatkan(incompressible), kerapatan atau massa jenis fluida tersebut selalu sama di setiaptitik yang dilaluinya. Massa fluida yangmengalir dalam pipa yang memiliki luaspenampang A1 (diameter pipa yang besar)selama selang waktu tertentu adalah :
m1=ρ V1 ...Pers (2.17) Atau
m1=ρ A1∙ V1∙ t …Pers (2.18)
Demikian juga, massa fluida yang mengalir dalam pipa yang memiliki luas penampang A2 (diameter pipa yang kecil) selama selang waktu tertentu adalah:
m2=ρ V2 …Pers (2.19) Atau
m2=ρ A2∙ V2∙t …Pers (2.20)
Mengingat bahwa dalam aliran tunak, massa fluida yang masuk sama dengan massa fluida yang keluar, maka:
m1=m2 …Pers (2.21) Atau
ρ A1V1t=ρ A2V2t …Pers (2.22) Atau
A1V1=A2V2 …Pers (2.23)
Jadi, pada fluida tak-termampatkan, berlaku persamaan kontinuitas:
A1V1=A2V2 …Pers (2.24)
Keterangan :
A1 = Luas penampang 1(m²) A2 = Luas penampang 2 (m²)
V1 = Laju aliran fluida pada penampang 1 (m/s) V2 = Laju aliran fluida pada penampang 2 (m/s)
c) Persamaan Kontuinitas Untuk Fluida Termampatkan (Comprossible)
Untuk kasus fluida yangtermampatkan atau compressible, massajenis fluida tidak selalu sama. Dengankata lain, massa jenis fluida berubahketika dimampatkan.
Kalau pada fluidaTak-termampatkan massa jenis fluidatersebut di hilangkan dari persamaan,maka pada kasus ini massa jenis fluidatetap disertakan. Dengan berpedomanpada persamaan yang telah diturunkansebelumnya,berikut ini akan diturunkanpersamaan untuk fluida termampatkan.Mengingat bahwa dalam alirantunak, massa fluida yang masuk samadengan massa fluida yang keluar, maka :
m1=m2 …Pers (2.25) Atau
ρ A1V1t=ρ A2V2t …Pers (2.26)
Selang waktu (t) aliran fluida sama sehingga t bisa kita hilangkan. Persamaan berubah menjadi:
ρ A1V1=ρ A2V2 …Pers (2.27)
Ini adalah persamaan untuk kasus fluida termampatkan. Bedanya hanya terletak pada massa jenis fluida. Apabila fluida termampatkan, maka massa jenisnya berubah.
Sebaliknya, apabila fluida tak termampatkan, massa jenisnya selalu sama sehingga bisadi hilangkan. Untuk lebih memahami hubungan antara massa jenis dan fluida termampatkan/taktermampatkan. (Abidin dan Wangiani, 2013)
2.7 Persamaan Bernoulli Untuk Zat Cair Rill
Pada fluida nyata (riil) aliran yang terjadi akan mengalami gesekan dengan dinding pipa, sehingga akan mengalami kehilangan energi. Kehilangan energi dapat dibedakan menjadi:
1. Kehilangan energi primer (hf) adalah kehilangan energi karena gesekan dengan dinding batas/pipa.
2. Kehilangan energi sekunder (he) adalah kehilangan energi karena perubahan tampang lintang aliran.
Pada pipa yang sangat panjang kehilangan energi primer jauh lebih besar dari pada kehilangan energi sekunder, sehingga kehilangan energi sekunder diabaikan.
Jadi persamaan Bernoulli untuk fluida nyata dapat dituliskan sebagai berikut:
z1+p1 γ +V12
2g=z2+ p2 γ +V22
2g+Σ hf+Σ hg …Pers (2.28)
Besarnya kehilangan energi primer akibat gesekan pada pipa dapat ditentukan sebagai berikut:
hf=k v2
2g …Pers (2.29)
Atau k=f L
D …Pers (2.30)
Keterangan :
D = Diameter pipa (m) L = Panjang pipa (m)
v = Kecepatan aliran (m/det) g = Gravitasi (m/det2)
f = Koefesien kehilangan energi gesekan pipa.
Kehilangan energi sekunder dapat diakibatkan karena adanya perubahan penampang pipa, belokan pipa, katup, dan lain-lain. Besarnya kehilangan energi sekunder dirumuskan sebagai berikut:
he=k v2
2g …Pers (2.31)
Keterangan :
v = Kecepatan aliran (m/det) g = Percepatan grafitasi (m/det2)
k = Koefesien kehilangan energi sekunder.
Besarnya nilai k untuk kehilangan energi sekunder tergantung oleh jenis penyebab kehilangan energinya.
Tabel 2.1 Koefesien kehilangan energi akibat perubahan penampang (k1)
(D1/D2)2 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
K1 0,5 0,48 0,45 0,41 0,36 0,29 0,21 0,13 0,07 0,01 0,0 (Sumber : Nastain dan Suroso, 2005)
Tabel 2.2 Koefesien kehilangan energi akibat belokan (k2) 5 10 15 22,5
Sudut (..o) 5 10 15 22,5 30 45 60 90
K2
Halu s
0,01 6
0,03 4
0,04 2
0,06
6 0,130 0,236 0,471 1,12
9 Kasa
r
0,02 4
0,04 4
0,06 2
0,15
4 0,165 0,320 0,684 1,26
5 (Sumber : Nastain dan Suroso, 2005)
2.8 Venturi Tube
Contoh meteran venture dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 2.7Venturi Meter (Sumber : Septriani Dwie Saputri, 2009)
Gambar 2.8Venturi Meter (Sumber : Septriani Dwie Saputri, 2009)
Keterangan :
A : Bagian masuk E : Lubang ke ruang piezometer B : Bagian leher F : Lubang sadap tekanan hulu
C : Bagian keluar H : Pelapis
D, G : Ruang piezometer I : Lubang sadap tekanan hilir
Luas Penampang :
A1 = 338,6 mm² A4 = 170,2 mm²
A2 = 233,5 mm² A5 = 255,2 mm²
A3 = 84,6 mm² A6 = 338,6 mm²
Meter ini terbuat dari bagian masuk A yang merupakan flens, yang terdiri dari bagian produk berbentuk silinder dan kerucut terpotong, bagian leher B berflens, dan bagian keluar C juga berflens, dan terdiri dari kerucut terpotong yang panjang (Flens
= penyambung potongan-potongan pipa).
Pada baguan hulu, pada persambungan antara bagian silinderdan bagian yang berbentuk kerucut, terdapat ruang annulus D dan beberapa lubang kecil E yang dibor dari bagian dalam tabung sampai keruang annulus itu. Cincin annulus dan luba- lubang kecil itu merupakan cincin piezometer (piezometer ring), yang fungsinya ialah untuk meratakan takenan-tekanan yang disalurkan oleh setiap lubang kecil. Tekanan rata-rata itu lalu ditrensmisikan melalui sambungan untuk tekanan hulu F.
Pada bagan leher ada lagi sebuat cincin piezometer yang dibentuk dengan ruang annulus integral G dan pelapis H. Pelapis tersebut dibor puladengan teliti dan diselesaikan hingga membentuk diameter tertentu, karena ketelitian meteran itu akan berkurang bilaleher itu tidak dibuat dengan toleransi yang sangat ketat. Tekanan leher itu lalu ditransisikan melalui penyadap tekanan I. Sebuah manometer atau alat lain untk mengukur tekanan lalu dipasang lubang sadap F dan I.
Dalam meteran venture, kecepatan fluida bertambah dan tekanannya berkurang di dalam kerucut sebelah hulu. Penurunan tekanan di dalam kerucut huulu itu lalu dimanfaatakan, sebagimana penguraiannya, untuk mengukur laju aliran melalui
instrument itu. Kecepatan fluida kemudian berkurang lagi dan sebgaian besar tekanan awalnya kembali pulih didalam kerucut sebelah hilir. Agar pemulihan tekanan itu besar, sudut jerucut hilir C dibuat kecil, sehingga pemisahan lapisan batas dapat dicegah dan gesekan pun minimum. Oleh karena padabagian yang penampangya mengecil tidak ada pemisahan, maka kerucut hulu dapat dibuat lebih pendek dari pada kerucut hilir. Gesekannyapun kecil. Dengan demikian ruang dan bahanpun dapat dihemat. Walaupun meteran venture dapat digunakan juga untuk mengukur gas, namun alat ini biasanya digunakan untuk mengukur zat cair, terutama air, pengolahan dibawah ini tebatas pada fluida inscompressible. (Septriani Dwie Saputri, 2009)
2.9 Aplikasi Bernoulli Dalam Teknik Sipil
Berikut ini aplikasi Bernoulli dalam Teknik Sipil:
2.9.1 Karburator
Alat dalam mesin kendaraan yang berfungsi untuk menghasilkan campuran bahan bakar dengan udara lalu campuran ini dimasukkan ke dalam silindermesin untuk pembakaran.(Abidin dan Wagiani, 2013)
Gambar 2.9 Diagram Sebuah Karburator (Sumber : Fisikazone.com, 2017)
2.9.2 Penyemprot Serangga
Alat penyemprot nyamuk juga bersarkan Hukum Bernoulli. Tinjaulah alat penyemprot nyamuk pada Gambar 2.10
Gambar 2.10 Penyemprot Serangga (Sumber : fisikazone.com, 2017)
Gambar 2.10 PB<PA sehingga cairan obat nyamuk di B bisa memancar keluarJika pengisap dari pompa ditekan maka udara yang melewati pipa sempit pada bagian A akan memiliki kelajuan besar dan tekanan kecil. Hal tersebut menyebabkan cairan obat nyamuk yang ada pada bagian B akan naik dan ikut terdorong keluar bersama udara yang tertekan oleh pengisap pompa. (Maesaroh, 2017)
2.9.3 Sayap Pesawat
Pesawat terbang dapat terangkat ke udara karena kelajuan udara yang melalui sayap pesawat. Penampang sayap pesawat terbang mempunyai bagian belakang yang lebih tajam dan sisi bagian atas yang lebih melengkung daripada sisi bagian bawahnya.
Gambar 2.11 Pesawat Terbang
(Sumber :Maesaroh, 2017)
Gambar 2.11 Garis arus pada sisi bagian atas lebih rapat daripada sisi bagian bawahnya. Artinya, kelajuan aliran udara pada sisi bagian atas pesawat v2 lebih besar daripada sisi bagian bawah sayap v 1. Sesuai dengan asas Bernoulli, tekanan pada sisi bagian atas P2 lebih kecil daripada sisi bagian bawah P1 karena kelajuan udaranya. Besarnya gaya angkat dapat kita ketahui melalui Persamaan 2.18
F1−F2=
(
P1−P2)
A …Pers (2.32) Atauv1−v2¿2A F1−F2=1
2ρ¿ …Pers (2.33)
Pesawat terbang dapat terangkat ke atas jika gaya angkat lebih besar daripada berat pesawat. Jadi, suatu pesawat dapatterbang atau tidak tergantung dari berat pesawat, kelajuan pesawat, dan ukuran sayapnya. Makin besar kecepatan pesawat, makin besar kecepatan udara. Hal ini berarti gaya angkat sayap pesawat makin besar.
Demikian pula, makin besar ukuran sayap makin besar pula gaya angkatnya, Supaya pesawat dapat terangkat, gaya angkat harus lebih besar daripada berat pesawat (F1 – F2) > m g. Jika pesawat telah berada pada ketinggian tertentu dan pilot ingin mempertahankan ketinggiannya (melayang di udara), maka kelajuan pesawat harus diatur sedemikian rupa sehingga gaya angkat sama dengan berat pesawat (F1 – F2)
= m g. (Maesaroh, 2017)
Gambar 2.12 Pesawat Terbang (Sumber : fisikazone.com, 2017)
