Pengukuran Pengukuran AliranAliran

• Aliran melalui Lubang– Aliran melalui Lubang Kecil– Aliran melalui Lubang Terendam– Aliran melalui Lubang Besar

• Waktu Pengosongan Tangki• Aliran dr Satu Tangki ke Tangki Lain• Tabung Pitot• Venturimeter

Aliran melalui Lubang KecilAliran melalui Lubang Kecil

Tinjau sebuah tangki dengan sebuah lubang kecil di dekat dasar:

Gambar pembesaran lubang

Bentuk lubang dengan ujung runcing bertujuan meminimalkan kehilangan energi akibat gesekan dengan memperkecil kontak antara lubang dengan zat cair. Kontak yang terjadi hanya pada ujung runcing saja.Garis-garis arus akan menyempit setelah melewati lubang menjadi nilai minimum dan sejajar satu sama lain, pada titik ini kecepatan dan tekanan seragam melintang pancaran. Penyempitan ini disebut vena contracta. Besarnya kontraksi penting diketahui agar dapat menghitung aliran.

Kecepatan aliran melalui lubang dapat diperkirakan menggunakan persamaan Bernoulli.Terapkan sepanjang garis arus yang menghubungkan titik 1 di permukaan air dan titik 2 di pusat lubang.

Di permukaan air:v1=0; p1=0

Pada lubang pancaran terbuka ke udara bebas:p2=0

Bidang persamaan melalui pusat lubang:z1=h dan z2=0

Persamaan Bernoulli titik 1 dan 2:

gh2v

g2v

0000h

g2v

gp

zg2

vg

pz

2

22

222

2

211

1

Nilai di atas adalah nilai kecepatan teoretis. Nilai aktual diperoleh dengan memasukkan kehilangan akibat gesekan menggunakan koefisien kecepatan.

Nilai kecepatan aktual:

gh2Cv vaktual

Masing-masing lubang mempunyai nilai koefisien kecepatan sendiri, biasanya berkisar antara 0,97-0,99.Untuk menghitung debit melalui lubang, kecepatan pancaran dikalikan dengan luas. Luas aktual pancaran adalah luas vena contracta bukan luas lubang.Nilai ini diperoleh menggunakan koefisien kontraksi lubang

anglubCaktual ACA

Debit melalui lubang adalah:

aktualaktualaktual vAQ

vAQ

gh2AC

gh2ACC

vCACQ

anglubd

anglubvc

2vanglubcaktual

Aliran melalui Lubang Aliran melalui Lubang TerendamTerendam

Q=Cd.A. )HH(g2 21

H2

H1

H

Aliran melalui Lubang BesarAliran melalui Lubang Besar

H

Aliran melalui Lubang BesarAliran melalui Lubang Besar

Apabila zat cair mempunyai kecepatan datang vo,

gH2HH.(B.CQ )21D

2/31

2/32d HHg2.b.C

32

Q

2/320

1

2/320

2d g2v

Hg2

vHg2.b.C

32

Q

Apabila lubang besar yang terendam,

Aliran melalui Lubang Besar cont.Aliran melalui Lubang Besar cont.

Apabila zat cair mempunyai kecepatan datang vo,

gH2HH.(B.CQ )21D

2/31

2/32d HHg2.b.C

32

Q

2/320

1

2/320

2d g2v

Hg2

vHg2.b.C

32

Q

Apabila lubang besar yang terendam,

Aliran melalui Lubang Besar cont.Aliran melalui Lubang Besar cont.

Apabila lubang besar terendam sebagian,

Q = Q1 + Q2

gH2HH.(b.CQ )21D2

2/31

2/32d1 HHg2.b.C

32

Q

Waktu Pengosongan TangkiWaktu Pengosongan Tangkiwaktu yang diperlukan untuk menurunkan zat cair

dari ketinggian H1 menjadi H2 :

2/12

2/11 HH

g2.a.Cd

A2t

g2.a.Cd

HA2t

2/11

Apabila tangki dikosongkan, H2=0:

Aliran dari Satu Tangki ke Aliran dari Satu Tangki ke Tangki LainTangki Lain

2/12

2/11

21

21 HHg2).AA.(a.Cd

A.A2t