BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Tabung Pitot

2.1.1 Sejarah Tabung Pitot

Tabung pitot diciptakan oleh insinyur Prancis yang bernama Henri Pitot (1695-1771) di awal abad 18 dan telah dimodifikasi untuk bentuk modern pada pertengahan abad ke-19 oleh ilmuwan Prancis yaitu Henry Darcy. Hal ini banyak digunakan untuk menentukan kecepatan udara dari sebuah pesawat dan untuk mengukur kecepatan udara dan gas dalam aplikasi industri.

2.1.2 Pengertian Tabung Pitot

Tabung pitot merupakan suatu peralatan yang dapat dikembangkan sebagai pengukur kecepatan gerak pesawat terbang dan untuk mengukur kecepatan udara atau gas di dalam pipa tertutup.

Tabung pitot terdiri dari tabung dengan tikungan pendek, siku-siku, yang ditempatkan secara vertikal dalam cairan bergerak dengan mulut bagian membungkuk diarahkan hulu, sedangkan tekanan, diukur dengan perangkat yang terpasang , tergantung pada aliran dan dapat digunakan untuk menghitung kecepatan.

Gambar 1. Tabung Pitot

Tabung pitot digunakan untuk mengukur laju aliran gas/udara. Perhatikan gambar di bawah!

Lubang pada titik 1 sejajar dengan aliran udara. Posisi kedua lubang ini dibuat cukup jauh dari ujung tabung pitot, sehingga laju dan tekanan udara di luar lubang sama seperti laju dan tekanan udara yang mengalir bebas. Dalam hal ini, v1 = laju aliran udara yang mengalir bebas (ini yang akan kita ukur), dan tekanan pada kaki kiri manometer (pipa bagian kiri) = tekanan udara yang mengalir bebas (P1).

Lubang yang menuju ke kaki kanan manometer, tegak lurus dengan aliran udara. Karenanya, laju aliran udara yang lewat di lubang ini (bagian tengah) berkurang dan udara berhenti ketika tiba di titik 2. Dalam hal ini, v2 = 0. Tekanan pada kaki kanan manometer sama dengan tekanan udara di titik 2 (P2).

Ketinggian titik 1 dan titik 2 hampir sama (perbedaannya tidak terlalu besar) sehingga bisa diabaikan. Tabung pitot juga dirancang menggunakan prinsip efek venturi. Mirip seperti venturimeter, bedanya tabung pitot ini dipakai untuk mengukur laju gas/udara.

2.1.3 Prinsip Kerja Tabung Pitot

Adapun cara kerjanya dapat dikemukakan sebagai berikut: apabila alat ini digerakkan dengan cepat sekali (diletakkan dalam badan pesawat terbang) ke arah kiri sehingga udara akan bergerak dalam arah yang sebaliknya yakni menuju arah kanan.

Mula-mula udara akan masuk melalui lubang pertama, selanjutnya mengisi ruang tersebut sampai penuh. Setelah udara dapat mengisi ruang tersebut melalui lubang pertama dengan penuh maka udara tersebut akan dalam keadaan diam. Udara yang lewat lubang kedua akan selalu mengalir dan kecepatan udara yang mengalir melalui lubang pertama jauh lebih kecil daripada kecepatan pengaliran udaran yang melalui lubang kedua.

2.1.4 Persamaan Tabung Pitot

Dengan mengukur perbedaan tinggi permukaan raksa di dalam manometer, dapat ditentukan kelajuan fluida di dalam tabung pitot.

Berdasarkan persamaan Bernoulli akan diperoleh :

Karena tinggi pipa sama maka h1 = h2 sehingga

Karena udara yang mengalir melalui tabung pertama jauh lebih kecil maka dianggap v1 = 0 maka:

Sesuai dengan persamaan tekanan hidrostatis maka tekanan di titik P dan Q adalah sama, maka dapat ditulis

Dengan mensubstitusikan persamaan 1 dan 2 maka diperoleh:

P1 + ½ ρ v12 + ρ g h1 = P2 + ½ ρ v2

2 + ρ g

h2

 

 

 

 

 

 

P1 + ½ ρ1v12 = P2 + ½ ρ1 v22 + ρ2gh2-ρ1gh1

P1 + ½ ρ1v12 = P2 + ½ ρ1v22

2.1.5 Kegunaan dan aplikasi tabung pitot :

Mengukur kecepatan udara pada pesawat terbang terhadap udara.

Menentukan jumlah pendingin yang sedang di kirim ke kamar pada suatu hotel.

Menentukan kecepatan angin dalam terowongan.

Penerapan persamaan tabung pitot dapat diterapkan pada altimeter pesawat.Altimeter digunakan untuk mengukur ketinggian suatu titik dari permukaan laut.

Mengukur tekanan fluida pada wind tunnel. Menghitung profil kecepatan aliran pada pipa.

2.1.6 Kelebihan dan Kekurangan Pitot Tube

Kelebihan:

Susunan sederhana. Relatif mudah dan murah. Tidak perlu adanya kalibrasi. Pressure drop aliran kecil.

 

 

v2  = 2ρ’gh

ρv2

=2 . 13600 . 9,8 . 0,031,

29v2  = 78,73 m/s²

Kekurangan:

Keakuratan rendah untuk beberapa aplikasi. Pipa harus lurus dengan kecepatan aliran untuk mendapatkan hasil yang baik.

2.1.6 Contoh soal tentang tabung pitot1. Jika udara (ρudara = 1,29 kg/m³) dialirkan ke dalam tabung pitot dan perbedaan tinggi air

raksa (ρraksa = 13600 kg/m³) pada manometer 3 cm, maka kecepatan aliran udara tersebut adalah…….(g = 9,8 m/s²)

Penyelesaian :

h = 3 cm = 0,03 mρ = 1,29 kg/m³ρ' = 13600 kg/m³g = 9,8 m/s²