hidrologi

Laporan Praktikum

BAB IOsborne Reynolds

Pendahuluan

Dalam dunia industri yang tidak lepas akan fluida yang mengalir didalam pipa dimana

didalam pipa tersebut terjadi beberapa aliran tertentu yang tergantung dari nilai reynols

numbernya, yaitu laminar, transisi dan turbulen. Sehingga jenis-jenis aliran tersebut dapat saja

menimbulkan permasalahan yang terjadi didalam pipa nantinya. Reynold number dapat

diaplikasikan dalam dunia industri. Untuk aliran laminar digunakan pada aliran yang sangat

kental pada kecepatan rendah. Pada aliran turbulen terjadi dalam proses pencampuran (mixing)

pada pencampuran bahan bakar dan udara dalam silinder motor, dan pencampuran zat warna

dalam suatu larutan.

Penyelesaian permasalahan yang terjadi dalam dinamika fluida berkaitan erat dengan tipe

aliran (laminar, transisi, turbulen). Alasan dilakukannya percobaan osborne reynold ini untuk

mempertegas pemahaman yang lebih tentang jenis aliran sehingga selain dapat di pelajari

melewati percobaan dalam skala laboratorium sehingga dapat nantinya diaplikasikan dalam skala

industri untuk menyelesaikan permasalahan yang terjadi dalam dinamika fluida.

Tujuan Percobaan

mengamati jenis aliran laminar, transisi dan turbulen.

Menentukan bilangan Reynolds berdasarkan debit.

Mencari debit dengan volume digelas ukur berbanding waktu

Mengamati profil parabolic dari aliran laminer.

Dasar Teori

Fluida adalah zat yang tidak dapat menahan perubahan bentuk (distorsi) secara permanen.

Bila kita mencoba merubah bentuk masa suatu flluida, maka didalam fluida itu akan terbentuk

lapisan-lapisan dimana lapisan yang satu meluncur di atas yang lain hingga mencapai bentuk

baru. Selama perubahan bentuk ini, terdapat tegangan geser (shearstress) yang besarnya

bergantung pada viskositas fluida dan laju luncur. Tetapi, bila fluida itu sudah mendapatkan

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

bentuk akhirnya, semua tegangan geser itu akan hilang. Fluida yang dalam kesetimbangan itu

bebas dari tegangan geser (Foust, 1980 : 230).

Fluida dapat mengalir didalam atau saluran dengan beberapa cara tergantung gaya yang

mempengaruhinya. Aliran-aliran yang lambat dipengaruhi oleh gaya visko, cenderung dapat

diramalkan dan digambarkan sebagai aliran laminar. Pada aliran pipa yang laminar, fluida

berlaku sebagai lapisan-lapisan konsentris yang mengalir dengan kecepatan maksimum pada

bagian sumbu pipa, dan kecepatan yang paling rendah pada bagian dinding dengan pola

distribusi berupa parabola. Jika zat warna diinjeksikan pada laju aliran rendah, zat warna tersebut

mengalir tanpa adanya gangguan bersama dengan aliran umum dan tidak terlihat adanya campur

silang. Proses pencampuran hanya terjadi karena adanya distribusi molekular. Perilaku aliran zat

warna ini menunjukkan dengan jelas bahwa air itu mengalir menurut garis-garis lurus yang

sejajar dan bahwa aliran itu laminar

Perilaku zat cair yang mengalir sangat bergantung pada kenyataan apakah fluida itu berada

dibawah pengaruh bidang batas padat atau tidak. Di daerah di mana pengaruh landing. Tegangan

geser mungkin dapat diabaikan dan perilaku fluida itu mungkin mendekati perilaku fluida ideal,

yang tak mampu mampat dan mempunyai viskositas nol (McCabe, 1985 : 40).

Peningkatan kecepatan alir pada dasarnya akan mengubah pola atau perilaku aliran secara

drastis. Sebagai suatu kelembaman dari fluida (disebabkan oleh densitasnya) menjadi lebih

signifikan, daripada gaya viskos ndan kemudian menyebabkan aliran turbulen, pada aliran pipa

tercampur secara cepat karena pergerakan larutan dalam aliran dan perilaku zat warna terlihat

tidak berataturan, gerakan-gerakan ini terlihat acak dan tidak beraturan, akibat tidak stabilnya

aliran

Didalam arus fluida tak mampu mampat yang berada dibawah pengaruh batas padat,

terdapat empat macam efek yang sangat penting :

1. Gabungan antara medan gradien kecepatan dengan medan tegangan geser

2. Terbentuknya keturbulenan

3. Terbentuknya dan berkembangnya lapisan atas

4. Pemisahan lapisan batas kontak dengan batas padat.

Aliran incompressible merupakan aliran yang mempunyai densitas yang konstan atau

mendekati konstan. Fluida mengalir secara normal seperti pada aliran incompressible, seperti gas

dapat mengalami aliran yang incompressible terkecuali pada konteks hydraulic transients. Fluida

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

compressible, seperti gas dapat mengalami aliran yang incompressible apabila perubahan

tekanan dan densitas yang tidak berarti. Seringkali aliran incompressible diketahui dengan aliran

yang memiliki variasi densitas sebesar 5 sampai 10 persen. Bentuk aliran untuk kepentingan

prakris seperti pada pipa dalam saluran dikenall sebagai arah satu dimensi. Terdapat suatu aliran

yang disebut sebagai sebuah aliran; kecepatan komponennya tegak lurus dengan aliran yang

dapat dikarenakan bernilai nol dan memberikan pengaruh yang tidak berarti. Variasi kecepatan

alir, tekanan densitas dan suhu hanya bergantung pada arah aliran (Perry, 1997).

Pada aliran pipa yang laminar, fluida berlaku sebagai lapisan-lapisan konsentris yang

mengalir dengan kecepatan maksimum pada bagian sumbu pipa dan kecepatan yang paling

rendah pada bagian dinding dengan pola distribusi berupa parabola. Jika zat warna diinjeksi pada

laju aliran rendah, zat warna mengalir tanpa adanya campur silang. Proses pencampuran hanya

terjadi karena adanya difusi molekuler. Perilaku aliran zat warna ini menunjukkan dengan jelas

bahwa air itu menglir menurut garis-garis lurus yang sejajar dan bahwa aliran itu laminar

Gambar 1 Pola Aliran Laminar.Pada aliran pipa yang turbulen, zat warna yang diinjeksi akan tercampur secara cepat

karena pergerakan lateral dalam aliran dan perilaku aliran zat warna terlihat tidak beraturan.

Gerakan-gerakan ini terlihat acak dan tidak beraturan akibat tidak stabilnya aliran.

Gambar 2 Pola Aliran Turbulen.Aliran turbulen terdiri dari suatu massa pusaran dari berbagai ukuran yang bersama-sama

dalam arus aliran aliran itu. Pusaran-pusaran yang lebih besar selalu terbentuk secara sinambung,

lalu pisah menjadi pusaran yang yang lebih kecil, lalu membuat lagi pusaran-pusaran yang kecil

lagi. Akhirnya pusaran-puasaran yang paling kecil itu menghilang. Pada suatu waktu tertentu dan

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

pada volume tertentu terdapat suatu spektrum ukuran pusaran yang lebih luas. Keturbulenan

dapat dibangkitkan dengan berbagai cara selain dari aliran melalui pipa. Pada umumnya,

keturbulenan dapat terjadi karena antara arus aliran dengan batas padat atau karena kontak antara

dua lapisan fluida yang bergerak dengan kecepatan berbeda. Keturbulenan jenis pertama disebut

keturbulenan dinding (wall turbelence), sedang jenis yang kedua keturbulenan bebas (free

turbulence). Keturbulenan dinding terjadi bila fluida mengalir saluran tertutup atau terbuka atau

melintas bentuk-bentuk padat yang terbenam di dalam arus fluida. Keturbulenan bebas terjadi

dalam aliran jet di dalam massa fluida stagnant (diam) atau bila ada lapisan-lapisan yang

memisahkan dari dinding padat dan mengalir melalui keseluruhan fluida. Keturbulenan bebas

sangat penting dalam operasi pencampuran.

Reynolds juga mempelajari kondisi dimana satu jenis aliran berubah menjadi jenis lain,

yaitu aliran transisi, dimana aliran zat warna menunjukkan suatu gejolak singkat dari

pencampuran kemudian diikuti aliran yang lebih bersifat laminar. Pada aliran transisi, kecepatan

kritis dimana aliran laminar berubah menjadi aliran turbulen, bergantung pada empat buah

besaran; diameter tabung, serat viskositas, densitas dan kecepatan linier rata-rata zat cair. Lebih

jauh ia menemukan bahwa keempat faktor itu dapat digabungkan menjadi suatu gugus dan

bahwa perubahan macam aliran berlangsung pada duatu nilai tertentu gugus itu.

Rumus debit

Perhitungan besarnya nilai debit yang mengalir adalah denganmengukur volume fluida

pada selang waktu tertentu

Q (debit) = V (volume)/ t (waktu)

Karena fluida dilairkan dengan pompa maka debit yang menglir tiodak tepat sama dari

waktu ke waktu sehingga pengukurandilakukan 3 kali dan didapat Q rata-rata

Alat dan Bahan;1. Seperangkat alat Osborne Reynold

2. Thermometer

3. Gelas ukur

4. Pengukur waktu

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

5. Air

6. Zat warna biru

Rangkaian Alat Osborne Reynold :

Gambar 3 Rangkaian Alat percobaan Osborne Reynolds

Prosedur Praktikum

a. Mengatur alat sehingga kedudukan mendatar, menghubungkan semua pipa pemberi dan

pembuang.

b. Membuka katup pemasukan dan membiarkan air memasuki tangki penenang. Mengusahakan

tercapainya muka air yang constant dengan membuang kelebihan air melalui pipa pembuang

bagian atas.

c. Mendiamkan air selama 5 menit dan mengukur temperature air dengan memasukan

thermometer kedalamnya.

d. Membuka katup pengontrol aliran sedikit demi sedikit dan mengatur katup jarum pengontrol zat

warna sampai tercapai aliran lambat dengan zat warna terlihat jelas.

Mekanika Fluida

Keterangan :

1. Penampung zat warna

2. Kran aliran zat warna

3. Skrup pengatur

ketinggian

4. Tangki overflow

5. Jarum suntik

6. Bellmouth entry

7. Kelereng kaca

8. Pipa pemasukan

9. Test-section

10. Flow control valve

11. Pipa pengeluaran

12. Penyangga yang dapat

diatur

Laporan Praktikum

e. Menentukan besar debit yang lewat dengan menampung aliran lewat pipa pembuangan

selama selang waktu tertentu ke dalam gelas ukur.

f. Mengulangi prosedur di atas untuk debit Q yang berubah-ubah dari kecil ke besar .

g. Mengerjakan kebalikan proses di atas untuk debit yang berubah-ubah dari besar ke kecil .

h. Mengamati profil kecepatan, dengan cara menurunkan injector zat warna ke dalam mulut

inlet, dan dalam keadaan tidak ada aliran membuka katup jarum dari reservoir zat warna

dan meneteskan zat warna ke dalam air. Membuka katup pengontrol aliran lalu

mengamati jenis aliran yang terjadi.

i. Mengukur kembali temperature pada akhir percobaan.

Hasil Percobaan

No

Volum Air

v(l)

Waktu

t(min)

Debit

Q(l/min)

Luas

Penampang

A(m2)

Kecepatan

V(m/s) Jenis Aliran

1 0,3 0,345 0,87 1,45 x10−4 6000 Laminar

2 0,3 0,337 0,89 1,45 x10−4 6137 Laminar

3 0,3 0,306 0,98 1,45 x10−4 6759 Transisi

4 0,3 0,234 1,28 1,45 x10−4 8827 Transisi

5 0,3 0,163 1,84 1,45 x10−4 12690 Transisi

6 0,5 0,192 2,99 1,45 x10−4 20621 Turbulent

7 0,8 0,167 4,79 1,45 x10−4 33034 Turbulent

8 0,8 0,126 6,35 1,45 x10−4 43793 Turbulent

9 0,8 0,116 6,9 1,45 x10−4 47586 Turbulent

10 1,2 0,388 3,1 1,45 x10−4 21379 Laminar

11 1,2 0,380 3,15 1,45 x10−4 21724 Transisi

12 1,2 0,181 6,63 1,45 x10−4 45724 Laminar

13 1,5 0,830 1,8 1,45 x10−4 12414 Turbulent

14 1,5 0,432 3,47 1,45 x10−4 23931 Turbulent

15 1,5 0,2 7,5 1,45 x10−4 51724 Turbulent

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Lainnya;

Water Kinematics Viscosity at 25ºC

D=13,6 mm=0,0136 m

Rumus;

Q=v/t

A=π ¿¿

V=Q/A

Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil pada percobaan ini adalah:

1. Faktor-faktor yang mempengaruhi jenis aliran adalah kecepatan aliran, friksi, nilai Reynold,

dan faktor friksi aliran tersebut.

2. tenang atau laminar terdapat pada kran bukaan 2 dan sudut putar flow control valve 15°

dengan nilai Reynold hanya 358,5574.

3. Hubungan antara velocity dengan nilai Reynold pada aliran adalah berbanding lurus, semakin

besar velocity maka semakin besar pula nilai Reynold-nya.

4. Kesalahan relatif dari perbandingan antara Re persamaan dengan Re percobaan pada

percobaan ini adalah 0%.

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

BAB II

Tekanan Hidrostatis

Pendahuluan

Dalam dunia industri yang tidak lepas akan berat yang ditentukan zat cair didalam pipa

dimana didalam pipa tersebut terjadi beberapa aliran tertentu yang tergantung dari nilai reynols

numbernya, yaitu laminar, transisi dan turbulen. Sehingga jenis-jenis aliran tersebut dapat saja

menimbulkan permasalahan yang terjadi didalam pipa nantinya. Reynold number dapat

diaplikasikan dalam dunia industri. Untuk aliran laminar digunakan pada aliran yang sangat

kental pada kecepatan rendah. Pada aliran turbulen terjadi dalam proses pencampuran (mixing)

pada pencampuran bahan bakar dan udara dalam silinder motor, dan pencampuran zat warna

dalam suatu larutan.

Penyelesaian permasalahan yang terjadi dalam dinamika fluida berkaitan erat dengan tipe

aliran (laminar, transisi, turbulen). Alasan dilakukannya percobaan osborne reynold ini untuk

mempertegas pemahaman yang lebih tentang jenis aliran sehingga selain dapat di pelajari

melewati percobaan dalam skala laboratorium sehingga dapat nantinya diaplikasikan dalam skala

industri untuk menyelesaikan permasalahan yang terjadi dalam dinamika fluida.

Tujuan Percobaan

Untuk menentukan besarnya tekanan hidrostatika dan lokasi pusat tekanan pada suatu bidang

rata yang sebagian maupun seluruhnya terendam dalam air.

Dasar Teori

Dalam ilmu hidrostatiska akan dipelajari mengenai hokum-hukum yang berlaku pada suatu zat

cair statis. Secara umum kajiannya dititikberatkan pada :

1. Penentuan variasi gaya atau tekanan hidrostatiska

2. Penentuan posisi atau lokasi pusat tekanan pada suatu permukaan hingga yang berada dalam

zat cair.

Berdasarkan hokum hidrostatiska ternyata resultan gaya hidrostatis (F) yang bereaksi pada suatu

bidang rata sama dengan hasil kali luas bidang tersebut dan tekanan dipusat luasan. Resultan

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

gaya (F) bekerja tegak lurus terhadap permukaan bidang, yang dapat dinyatakan dengan

menggunakan persamaan :

F = þ.g.x.A

Dimana :

Þ : rapat massa zat cair

g : percepatan grafitasi

x : jarak pusat luasan ke permukaan zat cair

A : luas bidang rata

Alat dan Bahan;

1. Seperangkat alat tekanan Hidrostatis

2. Satu Set Anak Timbangan

3. Air

4. Pengukur Waktu

5. Gelas Ukur

Rangkaian Alat Tekanan Hidrostatis:

Gambar 1 Rangkaian Alat Tekanan Hidrostatis

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Prosedur Praktikum

1. Menempatkan alat peraga diatas meja hidrolika dan memutar sekrup pengunci untuk

mengikat lengan neraca beban, kemudian atur posisi lengan neraca ini sehingga tepat berada

pada porosnya.

2. Mengukur panjang a, L, tinggi d dan lebar b dari ujung penampang kuadran tersebut.

3. Menggantungkan piring beban tempat anak timbangan pada ujung lengan neraca.

4. Menyambungkan sepotong selang dengan katub penguras dan sepotong selang lagi,

dihubungkan dihubungkan dengan pipa suplai dari meja hidrolika untuk mengalirkan air

melalui puncak bejana transparan.

5. Meratakan letak alat peraga dengan memutar sekrup sambil mengamati nivo yang berada

pada kaki penyangga. Setelah nivo dalam keadaan setimbang berarti bejana sudah ada dalam

keadaan horizontal.

6. Menggerakan bebang pengatur kesetimbangan sampai lengan neraca dalam keadaan

setimbang.

7. Menutup katub penguras dan alirkan air sampai menyentuh ujung bawah benda kuadran.

8. Menempatkan satu anak timbangan diatas piring beban kemudian secara perlahan-lahanm

tambahkan air hingga kedudukan lengan neraca kembali menjadi horizontal. Catat level

muka air dalam bejana dan berat anak timbangan diatas piring beban.

9. Untuk memperoleh ketelitian level muka air, melakukan pengisian bejana dengan air yang

lebih banyak, kemudian secara perlahan membuang melalui katub penguras.

10. Mengulangi prosedur 8) atau 9) dengan menambahkan beban sampai level muka air

mencapai puncak permukaan ujung kuadran. Prosedur ini berlaku untuk bidang rata yang

terendam air.

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

11. Untuk menentukan tekanan hidrostatis pada bidang rata yang terendam seluruhnya dalam air

maka dilanjutkan penambahan beban sampai tinggi air mencapai bacaan maksimum pada

skala level air.

12. Mengangkat kembali anak timbangan satu persatu kemudian setiap pengurangan itu dicatat

beratnya dan level muka air sampai seluruh beban tidak ada lagi berada diatas piring beban.

13.

Hasil Percobaan

Kesimpulan

Pusat tekanan hidrostatiska selalu berada dibawah pusat luasan, hal ini dimungkinkan pada

adanya pengaruh berat beban yang terus dilawan oleh gaya apung yang bekerja.

Perbedaan terhadap perhitungan dengan menggunakan metode actual dan teoritis

biasanya selalu terjadi. Hal-hal tersebut biasanya disebabkan pada ketelitian perhitungan dan

pembacaan skala yang dilakukan oleh praktikan sehingga hasil yang didapat jelas dapat berbeda.

Atau juga karena adanya ketidakakuratan peralatan yang digunakan sewaktu praktikum.

Mekanika Fluida

Tank Filling Tank Emptying Averages Calculation

Weight

F(kg)

Height

h(mm)

Weight

F(kg)

Heihgt

h(mm)

F(kg) h(m) h/3 F/h2

0,005 15 0,405 151 0,205 83 27,67 0,000029

0,015 25 0,305 124 0,16 74,5 24,83 0,000028

0,025 33 0,205 100 0,115 66,5 22,17 0,000026

0,035 39 0,105 71 0,07 55 18,33 0,000023

0,045 44 0,055 51 0,05 47,5 15,83 0,000022

0,055 49 0,045 46 0,05 47,5 15,83 0,000022

0,105 69 0,035 41 0,07 55 18,33 0,000023

0,205 99 0,025 35 0,115 67 22,33 0,000025

0,305 126 0,015 27 0,16 76,5 25,5 0,0000274

0,405 157 0,005 17 0,205 87 29 0,000027

Laporan Praktikum

BAB IIIStabilitas Benda Terapung

Pendahuluan

Hampir semua persoalan mengenaibenda-benda terapung, baik yangterbenam seluruhnya

dalam air maupunsebagian seperti halnya kapal lautadalah persoalan keseimbangan antaragaya-gaya berat

dari benda terapungdan resultante tekanan dari cairanterhadap permukaan benda terapung tersebut.

Tujuan Percobaan

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Adapun tujuan dalam penulisan makalah ini untuk memberikan gambaran

tentang p r i n s ip ke se t i mba nga n benda t e r apu ng dan pene rap ann ya s eh ingga

dapa t menamb ah pemahaman terhadap materi tersebut.

Dasar Teori

Selain dari soal keseimbangan ada hal lainyang juga cukup penting yaitu soal kestabilan, jadi

sebuah kapal laut tidakcukup hanya berada dalam keadaan stabilpada setiap posisi yang dikehendaki,sehingga

bila kapal itu bergoyang kedepan atau ke belakang atau ke samping,maka momen untuk mengembalikan

padaposisi seimbang akan timbul dan kapal akan berada dalam keadaan lurus kembali.

Hukum Archimedes berbunyi sebagai berikut : “Suatu benda yang dicelupkan sebagian

atau seluruhnya kedalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat

zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.” Di dalam air, berat benda tidak sama dengan

beratnya di udara. Di dalam air benda akan mengalami apa yang dinamakan gaya apung (atau

gaya ke atas). Gaya apung ini membuat berat benda di dalam air akan terasa lebih ringan

dibandingkan dengan berat benda di udara. Misalnya kita memasukkan sebongkah es batu ke

dalam gelas penuh dengan air. Sewaktu es itu dimasukkan ke gelas, ada sebagian air yang

tumpah keluar. Berat air yang tumpah inilah yang disebut sebagai berat zat cair yang

dipindahkan. Menurut Archimedes, besar gaya apung pada suatu benda, sangat dipengaruhi oleh

volume benda yang tercelup ke dalam air. Semakin besar volume benda yang tercelup semakin

besar gaya apungnya. Suatu kapal besar dapat mengapung karena gaya apungnya sangat besar

(ini disebabkan karena ukuran kapal yang besar sehingga volume kapal yang tercelup sangat

besar). Disamping itu gaya apung juga dipengaruhi oleh kerapatan (densitas atau massa jenis)

dari cairan. Semakin besar massa jenis cairan semakin besar gaya apungnya. Ketika suatu kapal

bergerak dari laut ke sungai, kapal tersebut bisa tenggelam karena gaya apung di laut lebih besar

dari gaya apung di sungai (massa jenis air laut lebih besar dari massa jenis air sungai).

Hukum Archimedes

• Berat (massa) benda terapung = berat (massa) zat cair yang dipindahkan • Volume bagian

benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa zat cair (ρ) ρ air laut = 1025 kg/m3 • Gaya

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

gravitasi: G = mshipg =Wship • Gaya apung (buoyancy): B = ρwaterVdisplaced • Berat Benda

Terapung: Wship= ρwaterVdisplaced.

Benda yang dimasukkan kedalam zat cair akan mengalami tiga kemungkinan sebagai berikut :

1. Terapung

Jika hanya sebagian benda yang tercelup ke dalam zat cair. Dalam keadaan ini berat

benda lebih kecil daripada gaya ke atas dari zat cair. Atau dengan kata lain supaya benda dapat

mengapung maka masa jenis benda harus lebih kecil daripada masa jenis zat cair

Vc = volume benda yang tercelup

Vb = volume benda seluruhnya

Apabila massa jenis suatu benda lebih kecil dari massa jenis fluida cair, maka benda akan

terapung. Sebaliknya jika masa jenis suatu benda lebih besar dari masa jenis fluida cair maka

benda tersebut akan tenggelam. Jika kita meninjau sebuah kapal laut yang sebagian besar terbuat

dari logam,. Massa jenis besi dan baja = 7800 kg/m3 sedangkan masa jenis air = 1000 kg/m3.

Tampak bahwa kerapatan besi dan baja lebih besar dari kerapatan air.. seharusnya kapal yang

terbuat dari besi dan baja tenggelam dunk lalu mengapa kapal tidak tenggelam.

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Di dalam konstruksi sebuah kapal, khususnya yang tercelup di dalam air dibuat berongga.

Dengan demikian jika dibandingkan dengan kerapatan air, sebenarnya kerapatan total konstruksi

kapal jauh lebih kecil. Jadi sebagian besar ruang di konstruksi kapal yang tercelup dalam air diisi

oleh udara. Dengan demikian kapal memiliki cadangan gaya apung yang lebih.

Namun dalam kasus akhir-akhir ini pada kapal tenggelam, kebanyakan dikarenakan

beban berlebih.,baik dari jumlah penumpang yang berlebih maupun angkutan barang. Sehingga

total berat kapal dan isinya lebih berat dibanding dengan berat fluida yang dipindahkan kapal.

2. Melayang

Jika seluruh bagian benda berada di dalam zat cair namun benda tersebut tidak sampai

menyentuh dasar tabung. Dalam keadaan setimbang berat benda sama dengan gaya tekan ke atas

oleh zat cair sehingga volume benda sama dengan volume zat cair yang dipindahkan.

3. Tenggelam

Benda tenggelam terjadi karena gaya berat benda lebih besar daripada gaya tekan keatas.

Masa jenis benda akan sama dengan masa jenis zat cair.

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Gaya Apung

Stabilitas

Gaya resultant yang dilakukan terhadap suatu benda oleh fluida statik tempat benda itu

terendam atau terapung dinamakan gaya apung. Gaya apung selalu beraksi vertikal ke atas.

Tidak mungkin terdapat komponen horisontal dari resultantnya karena proyeksi benda yang

terendam atau bagian yang terendam dari benda terapung itu pada bidang vertikal selalu nol.

Alat dan Bahan

1. Metacentric height Apparatus/poton

2. Penggaris

3. Bak penampung air

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

4. Benang

5. Alat tulis

Prosedur Percobaan

1. Ukur dimensi pontoon (L,b, dan d).

2. Posisikan massa sorong (sliding mass)setinggi 320 mm dari pontoon

3. Posisikan adjustable mass pada kedudukan nol atau pada posisi netral diskala ukur

4. Tentukan posisi titik berat pontoon dari dasar (G) dengan menggunakan seutas benang

yang dikaitkan pada tiang vertical (mast) dengan cara menggeser benang tersebut sampai

diperoleh kedudukan tiang vertical (mast) menjadi horizontal, lalu ukur jarak benang dari

dasar pontoon (y)

5. Isi bak penampung air, lalu apungkan pontoon dan pastikan posisi adjustable mass tetap

pada posisi netral. Kedudukan ini digunakan sebagai refernsi keseimbangan antara

benang unting-unting (plimb line) dengan skalanya.

6. Ukur tinggi pontoon yang tidak terendam air (r) lalu hitung pontoon yng terendam air (s)

dengan mengurangi tinggi pontoon (d) dengan tingi pontoon yang tidak terndam air.

7. Geser adjustable mass kea rah kanan dari posisi netralnya untuk setiap penggeserannya

10mm sampai ke ujung skala dan catat sudut yang terbentuk.

8. Ulangi langkah poin yang ke 7 untuk penggeseran adjustable mass kea rah kiri.

Hasil Percobaan

Position of jockey weight in ahorizontal position (mm)

Distance x of the jockey weight measured from the center of the

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

pontoon (mm)

80 60 40 20 0 20 40 60 80

Height of

weight on the

mast Y (12

mm)

Tilt Angle ϴ (degree)

7.5 5.5 3.5 2 0.5 2.5 4.6 6.5 8.7

give : height

of center

gravity y'

(7.5mm)

X/ϴ (mm./rad.) 0.130

8333

0.095

944

0.06

1056

0.03

4889

0.00

872

2

0.04

3611

0.08

0244

0.11

3389

0.15

1766

67

Metacentric

Height (mm)

611.4

6497

625.3

619

655.

141

573.

2484

0 458.

5987

498.

4769

529.

1524

527.

1249

73

MGexp 48.91

7197

50.02

895

52.4

1128

45.8

5987

0 36.6

879

39.8

7815

42.3

3219

42.1

6999

78

Height of

weight on the

mast Y

(14.7mm)


8.9 6.4 4 1.8 0.8 2.9 5.5 7.8 10

give : height

of center

gravity y'

(8.2mm)

X/ϴ (mm./rad.) 0.155

2556

0.111

644

0.06

9778

0.03

14

0.01

395

6

0.05

0589

0.09

5944

0.13

6067

0.17

4444

44

Metacentric

Height (mm)

515.2

7947

537.4

204

573.

2484

636.

9427

0 395.

3437

416.

9079

440.

9603

458.

5987

26

MGexp 41.22

2357

42.99

363

45.8

5987

50.9

5541

0 31.6

275

33.3

5263

35.2

7683

36.6

8789

81

Height of

weight on the

Tilt Angle ϴ 10.3 7.7 5 2.1 0.9 3.9 6.5 9 11.6

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

mast Y

(18mm)

(degree)

give : height

of center

gravity y'

(9mm)

X/ϴ (mm./rad.) 0.179

6778

0.134

322

0.08

7222

0.03

6633

0.01

57

0.06

8033

0.11

3389

0.15

7

0.20

2355

56

Metacentric

Height (mm)

445.2

4148

446.6

871

458.

5987

545.

9509

0 293.

9735

352.

7683

382.

1656

395.

3437

29

MGexp 35.61

9319

35.73

497

36.6

879

43.6

7607

0 23.5

1788

28.2

2146

30.5

7325

31.6

2749

84

Height of

weight on the

mast Y

(29mm)


TERG

ULIN

G

15 13.4 6.9 3.4 11.5 13.4 15 TER

GULI

NG

give : height

of center

gravity y'

(10.9mm)

X/ϴ (mm./rad.) 0.261

667

0.23

3756

0.12

0367

0.05

931

1

0.20

0611

0.23

3756

0.26

1667

229.2

994

171.

1189

166.

159

0 99.6

9538

171.

1189

229.

2994

MGexp 18.34

395

13.6

8951

13.2

9272

0 7.97

563

13.6

8951

18.3

4395

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Kesimpulan

Setelah melakukan percobaan yang telah dilakukan kelompok kami,telah disimpulkan

bahwa hasil dari terguling atau tidaknya ponton di pengaruhi oleh Height of weight on the

mast,height of center gravity dan Tilt Angle yang berbeda,pertama dilakukan penyeimbangan

pada pontoon dengan height of weight 12mm,ternyata pontoon masih bisa berdiri atau tidak

tenggelam,kemudian setelah lama melakukan percobaan Height of Weight 29mm pontoon

tersebut terguling (Tenggelam),kemudian jika ingin mengetahui STABIL atau Tidak STABIL

Metacentric Height maka kita bisa melihat hasil (-)Negatif atau (+)Positif. Jika hasil dari

Metacentric Height Positif Stabil dan jika hasil Metacentric Height Negatif maka hasil yang di

dapatkan tidak stabil.

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

BAB IV

Kehilangan Tinggi Tekan Akibat Gesekan Pada Pipa Kecil

Pendahuluan

Aliran fluida yang mengalir dalam pipa mempunyai energy yang tersimpan. Dalam suatu

aliran fluida pada pipa terdapat masalah beda tinggi tekan atau dengan kata lain kehilangan

tinggi tekan yang disebabkan oleh berbagai keadaaan. Salah satu penyebab kehilangan tinggi

tekan yaitu disebabkan oleh faktor gesekan pipa. Pada percobaan ini akan dipelajari mengenai

faktor gesekan tersebut pada suatu pipa kecil.

Tujuan Percobaan

Tujuan percobaan ini adalah untuk menunjukkan perbedaan dari penerapan rumus untuk

mencari nilai gesekan dan nilai bilangan Reynolds pada daerah kritis. Perhitungan i pada aliran

laminer digunakan untuk mendapatkan koefisien viskositas (kekentalan) yang didapatkan dari

persamaan Poiseuille, perhitungan pada aliran turbulen digunakan untuk mendapatkan nilai

faktor gesekan f dari persamaan Darcy.

Dasar Teori

Pada hakekatnya energy dalam saluran terbuka adalah tetaap dengan anggapan, bahwa

tidak ada energy yang hilang sepanjang saluran. Akan tetapi pada keadaan sebenarnyasulit

diperoleh, hal ini disebabkan karenan adanya gesekan antara air dengan dinding pipa yang

menimbulkan gaya gesekan dan energy tahanan.

Untuk pipa lurus dengan diameter D yang tetap, kehilangan tinggi tekan akibat gesekan

antara aliran dan dinding pipa sepanjang L adalah:

H1=flv2

D 2 g

Alat dan Bahan;

1. Sirkuit pipa tunggal

2. Gelas ukur

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

3. Stopwatch

4. Termometer

Data alat :

Panjang pipa kecil , L = 524 mm

Diameter pipa, D = 3 mm

Prosedur percobaan

Alat pipa tunggal ditempatkan pada dasar yang mendatar sehingga manometer berdiri secara

tegak.

Permukaan air dan air raksa dikalibrasi dengan menggunakan bleed valve (katup air raksa) dan

air valve (katup udara) sehingga memiliki tinggi yang sama.

Manometer air dipergunakan terlebih dahulu.

Mengatur debit dengan cara memutar needle valve.

Mencatat ketinggian manometer air tersebut.

Percobaan diulang minimal 4 kali sehingga menghasilkan perbedaan tinggi yang maksimum.

Setelah perbedaan tinggi pada manometer air mencapai nilai maksimumm, manometer air

raksa mulai dipergunakan.

Menutup sirkuit manometer air dengan cara menutup saluran upstream dengan klip.

Penutupan saluran upstream sudah sempurna apabila tinggi bacaan manometer air sebelah

tinggi tidak terpengaruhi oleh perubahan debit.

Mengatur debit dengan cara memutar needle valve.

Mencatat ketinggian manometer air raksa tersebut.

Percobaan diulang sebanyak 5 kali.

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

FORMULIR PENGAMATAN

KEHILANGAN TEKAN PADA ALIRAN MELALUI PIPA KECIL

Praktikan : Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil – JPTS/PTB – UPI Bandung

Kelompok : 6

Data alat

Panjang pipa lubang piezometer (l) : 524 mm

Diameter dalam pipa (D) : 3 mm

Luas penampang pipa (A) : 7.06 mm2

No.

Percobaan

JAM

Pengukuran Debit Bacaan Manometer

Temperatur

(º)

Waktu

t

(detik)

Volume

V

(ml)

Debit

Q

(l/dt)

h1

(mm-H2o)

(mm – Hg)

h2

(mm-H2o)

(mm – Hg)

1

24,88 100 0.00402 157 150 25ºC

26,28 100 0.00381 157 150 25ºC

25,72 100 0.00389 157 150 25ºC

Harga Rerata :

2

13,66 100 0.00732 166 141 25ºC

13,40 100 0.00746 166 141 25ºC

14,13 100 0.00708 166 141 25ºC

Harga Rerata :

3

12,88 100 0.00776 170 139 25ºC

12,60 100 0.00794 170 139 25ºC

13 100 0.00708 170 139 25ºC

Harga Rerata :

4

14,50 100 0.0069 167 143 25ºC

14,10 100 0.00709 167 143 25ºC

14,70 100 0.0068 167 143 25ºC

Harga Rerata :

5

11,47 100 0.00872 173 132 25ºC

11,59 100 0.00863 173 132 25ºC

11,53 100 0.00867 173 132 25ºC

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Harga Rerata :

6

9,13 100 0.01095 183 123 25ºC

8,66 100 0.01155 183 123 25ºC

8,88 100 0.01126 183 123 25ºC

Harga Rerata :

i

h1-h2 (m)

Re f Poiseuille Darcy T

0.0071898.83567

70.03370

5 0.000184994 0.739975353 25

0.0071797.68004

80.03560

1 0.000175139 0.700555053 25

0.0071836.82082

60.03484

3 0.000178952 0.715808195 25

0.0253458.49426

40.01850

5 0.000336943 1.347773557 25

0.0253525.59937

70.01815

3 0.000343481 1.373924387 25

0.0253343.45588

50.01914

2 0.000325736 1.302943155 25

0.031 3667.937240.04060

5 0.000357348 3.326406329 25

0.0313749.44695

70.04038

3 0.000365289 3.456842594 25

0.0313634.07935

80.04069

9 0.00035405 3.272858219 25

0.0243258.14011

40.04182

6 0.000317424 2.703547813 25

0.0243350.56962

10.04153

4 0.000326429 2.839191011 25

0.0243213.81167

70.04196

9 0.000313105 2.639506421 25

0.0414118.83449

50.03944

5 0.000401277 4.07466658 250.041 4076.18909 0.03954 0.000397122 4.00112432 25

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

9 8

0.0414097.40083

70.03949

7 0.000399189 4.037632345 25

0.065174.48320

40.03725

8 0.000504123 6.074411343 25

0.065455.31543

30.03676

9 0.000531483 6.663029676 25

0.065320.16122

2 0.037 0.000518316 6.37683777 25

log i

Poiseuille Darcy log v

-3.732842737 -0.130782745 -0.245357535-3.756617722 -0.15455773 -0.26913252-3.747263325 -0.145203334 -0.259778123

-3.47244306 0.129616931 0.015042142

-3.464097159 0.137962832 0.023388043-3.487134523 0.114925469 0.000350679

-3.446908224 0.521975298 0.040576978-3.437362906 0.538679605 0.050122296-3.450935713 0.514927192 0.036549489

-3.498360363 0.431934055 -0.010875161-3.486211473 0.453194611 0.001273728-3.504309695 0.421522723 -0.016824494

-3.396555779 0.610092077 0.090929423-3.401075797 0.602182046 0.086409405-3.398821668 0.606126771 0.088663534

-3.297463138 0.783504198 0.190022064-3.274510253 0.823671748 0.212974949

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

-3.285405327 0.804605368 0.202079875

GRAFIK

0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.80

1

2

3

4

5

6

7

PoiseuilleDarcy

0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.80

0.00010.00020.00030.00040.00050.00060.00070.00080.0009

0.001

Pembesaran Grafik v vs i titik kritis

Poiseuille

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

-0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3

-4

-3

-2

-1

0

1

2

f(x) = 2.08184590916154 x + 0.36512211050258R² = 0.852175160674389

log Poiseuillelog DarcyLinear (log Darcy)

BAB V

Venturi Pipe and Piezometer

GENERAL DESCRIPTION

This equipment determines the coefficients of discharge for different flow measuring

devices.

The equipment consist of a Venturi tube, an orifice plate, and a Pitot tube, made from a

clear acrylic, connected in series. Pressure drop across each device is connected to a water

manometer bank with a vent valve and a hand air pump. The apparatus has a hose with a quick

male coupling for connection to the Hydraulics Bench.

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Technical Data

Variable area flow meter : up to 35 lpm

Venturi diameter : 29mm with 17mm throath or as required with 21º

and 14º taper

Orifice plate diameter : 20 mm on 29 mm diameter tube

Pitot tube : On 19 mm diameter tube

Water manometer : 8 tubes x 500 mm x 1 mm graduation

TEST PROCEDURES

Before testing

Set up the Hydraulics Bench as per Hydraulics Bench Manual.

Place HB 016 Flow Meter on the Bench, adjusts the screw at the base for the

level, and connect water supply hose from the Bench to the test apparatus.

Open the discharge valve of the test set. Close the vent valve on t manometer

top manifold and attach the hand air pump.

Open the measuring tank discharge valve and closed the Hydraulics Bench flow

control valve

Start the Test

Start the Hydraulics Bench pump and slowly open the Bench flow control valve

until air bubbles are completely removed from the test set, then reduce the flow

rate to about 5 lpm on the flow meter required flow rate.

Observe water levels in the manometer and ensure that all levels can be observe.

If they are too high, pump air into the manometer head manifold. If they are too

low slighty close the test equipment discharge valve or bleed air out from

manometer head manifold by vent valve. (See Addendum 1 Water Manometer) .

Record manometer levels for each flow measuring device.

Record the measuring tank volume and time. (See Hydraulics Bench Manual)

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Repeat the 2.2.2 to 2.2.3 for the flow rate of 10, 15, 20,and 25 lpm on flow meter.

DATA SHEET

VENTURI PIPE AND PIEZOMETER

Measuring device Q (l/min)10 15 20 25 26

MEASURING TANK

1. Volume, liter 1 1 1 1 1

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

2. Time, s 5,72 3,86 3,12 2,18 2,253. Flow rate, m3/s 0,17483 0,25907 0,32051 0,45872 0,44444 a. Flow Meter, left (mm) 35 38,4 48,2 27,5 49,5 b. Flow Meter, right (mm) 16,4 22 29,3 5 26,9ORIFICE METER

1. Water Manometer level, left (mm) 13,6 21,4 28,1 41,3 41,92. Water Manometer level, right (mm)

13,3 14,8 16,6 24 22,9

3. Level Difference, (mm) 0,3 6,6 11,5 17,3 19

VENTURI METER

1. Water Manometer level, left (mm) 10,7 15,5 18,4 45,4 45,52. Water Manometer level, right (mm)

7,4 9,2 7,2 28,7 25,9

3. Level Difference, (mm) 3,3 6,3 11,2 16,7 19,6

PITOT TUBE

1. Water Manometer level, left (mm) 7,4 3,6 0 6,8 12,52. Water Manometer level, right (mm)

10,4 9,4 8,4 21,9 26,6

3. Level Difference, (mm) 3 5,8 8,4 15,1 14,1

CALCULATION TABLEFROM ORIFICE METER

QactualX 10 -4 m3/s

∆ h ,m

√∆ h ,m

Cd,O

0,17483 0,103 0,32093613 0,0024440,25907 0,066 0,25690465 0,00450830,32051 0,115 0,3391165 0,00424130,45872 0,173 0,41593269 0,0049510.44444 0,190 0,43588989 0,0045774

FROM PITOT TUBE

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

QactualX 10 -4 m3/s

∆ h ,m

√∆ h ,m

Cd,P

0,17483 0,03 0,17320508 0,00516570,25907 0,058 0,24083189 0,00595260,32051 0,084 0,28982753 0,00638070,45872 0,151 0,38858718 0,00598210.44444 0,141 0,37549967 0,005313

FROM VENTURI METER

QactualX 10 -4 m3/s

∆ h ,m

√∆ h ,m

Cd,V

0,17483 0,033 0,18165902 0,00556230,25907 0,065 0,25495098 0,0062860,32051 0,112 0,33466401 0,00594810,45872 0,167 0,40865633 0,00697450.44444 0,219 0,46797436 0,0042638

3. GRAPHICAL RESULT

1 2 3 4 50

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.007

0.008

Series1Series2Series3

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

BAB VI

Pengukuran Debit melalui Ambang Segitiga

Pendahuluan

Pada saluran irigasi selain digunakan bendung, ambang lebar yang berfungsi sebagai

alat ukur debit, namun selain alat ukur debit tersebut diatas, segitiga Thompson pun dapat

berfungsi sebagai alat ukur debit yang aplikasinya banyak digunakan dibanyak saluran

irigasi.

Tujuan Percobaan

a. Menghitung debit dan koefisien debit.

b. Mengetahui bentuk puncak peluap segitiga dari hasil perhitungan.

Dasar Teori

Adapun definisi peluap bisa dilihat pada percobaan alat ukur debit dengan ambang

tajam, namun pada percobaan ini yang digunakan adalah alat ukur debit segitiga.

Berdasarkan pada bentuk puncak peluap biasa berupa ambang tipis maupun lebar.

Peluap biasa disebut ambang tipis bila tebal peluap t < 0,5 H dan disebut ambang lebar.

Mekanika Fluida

h

αb

HH

P

H0

Total head line

Laporan Praktikum

Apabila 0,5 H < t < 0,66 H keadaan aliran adalah tidak stabil dimana dapat terjadi kondisi

aliran air melalui peluap ambang tipis atau ambang lebar.

Gambar dibawah ini menunjukkan peluap segitiga, dimana air mengalir di atas

peluap tersebut, tinggi peluapan adalah H dan sudut peluap segitiga adalah . Dari gambar

tersebut lebar muka air adalah :

B

Gambar Aliran di atas Peluap Segitiga

B = 2 H Tg /2

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Dengan menggunakan persamaan deferensial dan integrasi didapat suatu rumus

persamaan untuk mencari nilai debit pada alat ukur peluap segitiga, adapun persamaan

tersebut adalah :

Q = 8/15 Cd Tg

α2

√2 gH5/2

Apabila sudut = 90°, Cd = 0,6 dan percepatan grafitasi = 9,81 m²/d

maka ,debitnya : Q = 1,417 H5/2

Alat dan Bahan;

1. Multi purpose teaching flume

2. Point Gauge

3. Model alat ukur segitiga

4. Mistar ukur

5. Alat ukur debit ( ember, stop watch, gelas ukur )

Prosedur Percobaan

1. Memasang alat ukur debit model segitiga pada model saluran terbuka.

2. Mengalirkan air pada mode saluran terbuka.

3. Menghitung V dan t.

4. Mengamati pengaliran yang terjadi.

5. Mencatat harga H yang terjadi.

6. Menghitung debit yang terjadi dengan menggunakan formula (5.1).

7. Mengulangi percobaan diatas dengan debit yang lain.

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

No. PercobaanPengukuran Debit

Bacaan kedalaman aliran

(m) Qalat (m3/det)

h1 h2 Q(ltr/det) 1 2 3 4H Thompson

1

866,5

460

5085,562107

0,181

0,183

0,184

0,185

0,10,004482285

1

rerata

2923,33

7664,558807

0,20,20

10,20

40,20

50,12

0,0070705402

rerata

3728,33

6807,267028

0,196

0,195

0,195

0,194

0,1080,005433239

7

rerata Hasil Percobaan

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Kesimpulan

Harga CD pada ambang segitiga selalu berubah (tidak konstan), ini sangat dipengaruhi

oleh debit maupun ketinggian dan pengaliran tersebut.

Penyimpanan yang terjadi pada harga koefisien debit (cd) relative rendah (lebih kecil).

Keakuratan hasil yang diperoleh disebabkan beberapa hal:

Ketelitian dalam melakukan percobaan

Ketelitian dalam pengamatan

Kondisi alat praktikum yang baik.

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

BAB VII

Turbin Pelton

Pendahuluan

Pada turbin pelton energi potensial air berubah menjadi energi kinetik melalui

noseldisemprotkan ke bucket untuk dirubah menjadi energi mekanik yang digunakan

untuk memutar poros generator. Pada proposal tugas akhir ini dibuat suatu perancangan

turbinPelton mikrohidro dengan menggunakan tinggi jatuh air (head) sebesar 25 meter dan

debitaliran air sebesar 100 liter per detik serta menggunakan putaran generator sebesar 375

rpm.Perancangan turbin Pelton ini meliputi komponen utama dan komponen pendukung

antaralain penstock, nosel, sudu runner, dan rumah turbin. Sehingga didapatkan desain

turbinPelton yang bekerja secara optimal.

Tujuan Percobaan

1. Pengukuran debit aliran air.

2. Menghitung kecepatan aliran air

3. Menghitung daya air ( WHP ) dan menghitung daya turbin ( BHP ).

4. Menghitung efisien turbin.

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Dasar Teori

Turbin adalah salah satu dari mesin tenaga atau penggerak mula yang prinsip kerjanya

mengubah tenaga fluida/air menjadi suatu tenaga mekanik. Sejumlah massa air dari sebuah

pompa sentrifugal yang dianalogikan dengan ketinggian air, dialirkan masuk ke rumah turbin

yang oleh sudu-sudu turbin diubah menjadi tenaga mekanik berupa putaran poros. Putaran dari

poros yang dihasilkan oleh suatu turbin pada umumnya digunakan untuk menggerakkan suatu

generator listrik.

Alat dan Bahan

Gambar Turbin Pelton

Keterangan Gambar Diatas;

1. Pompa air

2. Bak penampung air

3. Rumah sudu

4. Nozel

5. Turbin pelton

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

6. Panel

7. Alat ukur debit air

8. Rangka

9. Pipa 1

10. Roda

11. Katup control aliran

12. Regulator

Prosedur Percobaan

Hubungkan kabel dayapadajala-jalalistrikyang telah disediakan

On-kan pompa

Tentukan tekanan air dari pompa

Lakukan pengukuran wiermeter

Lakukan pengukuran momen puntir dengan dynamometer

Hasil Percobaan

rpm 155 370 410 483.5

550 510 516 418 266.7

304 870 1385

1745

1720

W(rad/s) 16.22333

38.72667

42.91333

50.60633

57.56667

53.38

54.008

43.75067

27.914

6

31.81867

91.06

144.9633

182.6433

180.0267

W2(N) 2.25

3 2.9 2.8 2.8 2.4 2.4 2.2 2.1 3.2 2.4 2.4 2.8 2.4

W1(N) 12.1

12.2

12.5

12.8

12.8

12.4

12.8

13.2

13.2

12.2

12.8

12.8

12.8

13.2

W1-W2 9.85

9.2 9.6 10 10 10 10.4

11 11.1

9 10.4

10.4

10 9.85

Torque(Nm)

0.2955

0.276

0.288

0.3 0.3 0.3 0.312

0.33

0.333

0.27

0.312

0.312

0.3 0.324

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

wFlow (m3/s)

0.6111111

0.605556

0.583333

0.563889

0.522222

0.508333

0.497222

0.458333

0.397222

0.333333

0.416667

0.494444

0.552778

0.616667

Pressure (mh2o)

2.04

4.08

5.1 6.12

7.14

8.16

9.18

10.2

12.24

14.28

17.34

16.32

15.3

13.26

pw 55258.

5

51142.

8

51408

51765

47940

46665

47470.

8

46282.

5

40476.15

27540

39780

47205.

6

50745

61138.

8EFFECTIVENESS(%)

1179.8795

2184.002

2744.159

3315.859

3582.652

3985.564

4561.184

4941.1

2

5185.481

4116.239

7219.752

8063.472

8126.304

8485.332

Kesimpulan

BAB VIIIImpact of Jet

Pendahuluan

Salah satu cara untuk menghasilkan kerja mekanis dari tekanan fluida adalah dengan

menggunakan tekanan untuk mengakselerasikan fluida ke kecepatan tinggi dalam sebuah jet. Jet

tersebut diarahkan ke piringan dari sebuah roda turbin, yang berotasi oleh karena gaya yang

timbul pada piringan dikarenakan perubahan momentum atau impuls yang terjadi ketika jet

menyembur pada piringan. Turbin-turbin air yang bekerja dengan prinsip impuls ini telah dibuat

dengan keluaran hingga tingkat 100.000 kW dengan efisiensi lebih dari 90%.

Pada percobaan ini, gaya yang ditimbulkan oleh jet air ketika menyembur, baik pada plat yang

rata atau pada plat cekung akan diukur dan dibandingkan dengan tingkat aliran momentum di

dalam jet.

Tujuan Percobaan

a. untuk menunjukan dan memverifikasi persamaan momentum terpisahkan gaya yang

dihasilkan oleh jet air dibelokkan oleh permukaan dampak dikukur dan dibandingkan

dengan momentum perubahan jet.

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

b. Unruk mengetahui dan memahami gaya tumbukan dari pancaran fluida, dengan

menumbukkan pancaran flida kedalam plat datar dan cekung.

Dasar Teori

Pancaran (jet) dari suatu fluida selalu mempunyai kecepatan, oleh karena itu jet juga

memiliki energy kinetic. Jika ada penghalang yang berada padalintasan gerak dari pancaran

maka akan menerima gaya dinamik (dynamic force) yang disebut sebagai impact of jet.

Impact of jet dibagi:

1. Tekanan pada plat diam

2. Tekanan pada plat gerak

3. Tekanan pada fixed curved vane

4. Tekana pada moving curved vane

5. Tekanan pada radial vane

Alat dan Bahan;

1. Hydraulics bench

2. Impact of jet apparatus

3. Curat dengan diameter 8mm

4. Bebab

5. Stopwatch

6. Plat datar dan cekung

7. Air

8. Alat tulis

Prosedur Percobaan

1. Letakkan peralatan impact of jet apparatus pada dasar bench

2. Hubungkan pipa inlet (inlet pipe) ke bench pada sambungan pengisi

3. Buka plat atas (inlet plate), kemudian pasang plat sasaran (target plate) dan ukur diameter

curat.

4. Tempatkan plat sasaran pada tiang yang terhung dengan piringan pemberat.

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

5. Pasang kembali plat atas dengan mengeratkan skrup.

6. Horizontalkan peralatan dengan cara menyetel kaki alat.

7. Stel pengukur horizontal (level gauge) hingga sesuai dengan bidang referensi pada

piringan pemberat.

8. Hidupkan pompa air pada bench

9. Tempatkan massa pemberat pada piringan pemberat

10. Atur aliran air mrlalui pengoperasian keran pada bench

11. Atur kecepatan aliran hingga piringan pemberat susuai dengan pengukur horizontal.

12. Catat volume dan waktu untuk memperoleh debit dan kecepatan aliran.

13. Cata massa diatas piringan pemberat.

14. Ulangi langkah diatas dengan menggunakan semua plat.

Hasil Percobaan

Plat Datar:No.

percobaan

x(mm)

Pengukuran Debit dan Temperatur

Waktu t(detik)

Volume V (lt)

Debit Q(l/dt)

Suhu T(˚)

1 10,05 8,94 1 0,111856823 24˚C2 19 4,94 1 0,20242915 24˚C3 29 6,07 1,5 0,247116969 24˚C4 48 5,28 1,5 0,284090909 24˚C5 64 6,44 2 0,310559006 24˚C6 78 5,91 2 0,338409475 24˚C7 96 5,37 2 0,372439479 24˚C8 108 5,00 2 0,400000000 24˚C

Plat Piringan:No.

percobaan

x(mm)

Pengukuran Debit dan Temperatur

Waktu t(detik)

Volume V(lt)

Debit Q(l/dt)

Suhu T(˚)

1 8 5,43 1 0,184162063 24˚C2 19 4,19 1 0,238663484 24˚C

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

3 28 3,47 1 0,288184438 24˚C4 36 4,44 1,5 0,337837838 24˚C5 46 4,06 1,5 0,369458128 24˚C6 57 3,88 1,5 0,386597938 24˚C

Kesimpulan

Data alatDiameter nozzel : 10 mmLuas penampang nozzel (Ao) : 78,5 mm2Massa beban pemberat : 0,610 kgJarak as piringan ke engsel tuas : 0.1525 mJarak nozzle ke piringan : 37 mm

BAB IXOrifice and Jet

Pendahuluan

Tujuan Percobaan

Untuk menentukan hubungan antara tinggi air dengan pancaran melalui suatu lubang kecil

dan untuk menentukan (Cv) pada lubang kecil.

Dasar Teori

V=√ gx2

2 y

Cv= VV 2

Alat dan Bahan:

1. Hydraulic bench

2. Orifice and jet apparatus

3. Alat tulis

4. Kertas millimeter

5. Pipa pelimpah

6. stopwatch

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Prosedur Percobaan

1. Hubungkan peralatan orifice and jet apparatus ke bench, pastikan bahwa pipa pembuang

air masuk ketangki penampung air.

2. Horizontalkan peralatan dengan cara penyesuaian pada kakinya.

3. Tempatkan lembaran kertas millimeter pada papan (blackboard), jepit dengan penjepit

kertas.

4. Naikkan pipa peluap (adjustable over flow pipe), buka keran pengontrol.

5. Atur keran sedemikian rupa sehingga air tepat meluap pada skala head h yang telah

ditentukan.

6. Sesuaikan masing-masing jarum (needle) shingga ujung jarum tepat berada pada lintasan

pancaran air, kemudian tandai posisi puncak masing-masing jarum pada kertas millimeter

yang telah dijepit di blackboard.

7. Ukur debit air dengan cara menampung pancaran air pada silinder prngukuran dan catat

waktu.

8. Ulangi langkah-langkah dari poin 3 sampai 7 untuk diameter lubang orifice yang lain.

Hasil Percobaan

FOR THE ORIFECE OF 3MMHEIGHT h (mm)

HEIGHTy(mm)

DISTANCE x(mm)

X2 X2/H

450.15 64 5.3 28.09 0.062401

67 10.8 116.64 0.259114

80 15.4 237.16 0.526847

93 20.4 416.16 0.924492

111 30.4 924.16 2.053005

130 35.4 1253.16

2.783872

150 40.4 1632.16

3.625814

176HEIGHT HEIGHTy(m DISTANCE X2 X2/H

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

h (mm) m) x(mm)454 61 5.3 28.09 0.06187

266 10.8 116.64 0.25691

680 15.4 237.16 0.52237

993 20.4 416.16 0.91665

2110 25.4 645.16 1.42105

7128 30.4 924.16 2.03559

5152 35.4 1253.1

62.760264

179 40.4 1632.16

3.595066

HEIGHT h (mm)

HEIGHTy(mm)

DISTANCE x(mm)

X2 X2/H

466 65 5.3 28.09 0.060279

67 10.8 116.64 0.250381 15.4 237.16 0.50892

793 20.4 416.16 0.89304

7103 25.4 645.16 1.38446

4129 30.4 924.16 1.98317

6151 35.4 1253.1

62.689185

180 40.4 1632.16

3.502489

HEIGHT h (mm)

HEIGHTy(mm)

DISTANCE x(mm)

X2 X2/H

474 64 5.3 28.09 0.059262

67 10.8 116.64 0.246076

80 15.4 237.16 0.500338

93 20.4 416.16 0.877975

110 25.4 645.16 1.361097

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

129 30.4 924.16 1.949705

148 35.4 1253.16

2.643797

169 40.4 1632.16

3.443376

0

FOR THE ORIFECE OF 6MMHEIGHT h (mm)

HEIGHTy(mm)

DISTANCE x(mm)

X2 X2/H

438 62 5.3 28.09 0.064132

65 10.8 116.64 0.266301

79 15.4 237.16 0.541461

108 20.4 416.16 0.950137

127 30.4 924.16 2.109954

129 35.4 1253.16

2.861096

153 40.4 1632.16

3.726393

175 0 0HEIGHT h (mm)

HEIGHTy(mm)

DISTANCE x(mm)

X2 X2/H

440 62 5.3 28.09 0.063841

65 10.8 116.64 0.265091

79 15.4 237.16 0.53992 20.4 416.16 0.94581

8108 30.4 924.16 2.10036

4126 35.4 1253.1

62.848091

148 40.4 1632.16

3.709455


HEIGHTy(mm)

DISTANCE x(mm)

X2 X2/H

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

454 61 5.3 28.09 0.061872

64 10.8 116.64 0.256916

77 15.4 237.16 0.522379

90 20.4 416.16 0.916652

107 30.4 924.16 2.035595

125 35.4 1253.16

2.760264

149 40.4 1632.16

3.595066


HEIGHTy(mm)

DISTANCE x(mm)

X2 X2/H

494 60 5.3 28.09 0.056862

62 10.8 116.64 0.236113

75 15.4 237.16 0.480081

85 20.4 416.16 0.842429

102 30.4 924.16 1.870769

120 35.4 1253.16

2.536761

138 40.4 1632.16

3.303968

159 0 0

FOR THE ORIFECE OF 3MMHEIGHT h(mm)

HEIGHT AKAR H

TIME

424 20.59126028 5408 20.19900988 10390 19.74841766 15374 19.33907961 20358 18.92088793 25344 18.54723699 30328 18.11077028 35314 17.72004515 40

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

302 17.3781472 45288 16.97056275 50272 16.4924225 55258 16.0623784 60246 15.68438714 65236 15.3622915 70226 15.03329638 75219 14.79864859 80208 14.4222051 85200 14.14213562 90192 13.85640646 95184 13.56465997 100176 13.26649916 105164 12.80624847 110150 12.24744871 115144 12 120140 11.83215957 125134 11.5758369 130126 11.22497216 135122 11.04536102 140116 10.77032961 145112 10.58300524 150110 10.48808848 155106 10.29563014 160102 10.09950494 165100 10 17098 9.899494937 17596 9.797958971 18092 9.591663047 18590 9.486832981 19088 9.38083152 19586 9.273618495 20085 9.219544457 20584 9.16515139 21082 9.055385138 215


HEIGHT AKAR H

TIME

422 20.54263858 5404 20.09975124 10

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

382 19.54482029 15368 19.18332609 20352 18.76166304 25332 18.22086716 30324 18 35308 17.54992877 40296 17.20465053 45284 16.85229955 50272 16.4924225 55250 15.8113883 60240 15.49193338 65230 15.16575089 70222 14.89966443 75212 14.56021978 80204 14.28285686 85196 14 90188 13.7113092 95180 13.41640786 100174 13.19090596 105166 12.88409873 110160 12.64911064 115154 12.40967365 120146 12.08304597 125136 11.66190379 130130 11.40175425 135124 11.13552873 140120 10.95445115 145114 10.67707825 150108 10.39230485 155100 10 16098 9.899494937 16594 9.695359715 17091 9.539392014 17588 9.38083152 18086 9.273618495 18585 9.219544457 19084 9.16515139 195


HEIGHT AKAR H

TIME

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

418 20.4450483 5399 19.97498436 10380 19.49358869 15364 19.07878403 20346 18.60107524 25332 18.22086716 30318 17.8325545 35304 17.43559577 40294 17.1464282 45284 16.85229955 50271 16.46207763 55260 16.1245155 60250 15.8113883 65238 15.42724862 70229 15.13274595 75221 14.86606875 80212 14.56021978 85202 14.2126704 90196 14 95188 13.7113092 100180 13.41640786 105172 13.11487705 110164 12.80624847 115158 12.56980509 120151 12.28820573 125144 12 130140 11.83215957 135133 11.53256259 140129 11.35781669 145124 11.13552873 150118 10.86278049 155113 10.63014581 160110 10.48808848 165108 10.39230485 170107 10.34408043 175102 10.09950494 18098 9.899494937 18596 9.797958971 19095 9.746794345 19591 9.539392014 20087 9.327379053 20586 9.273618495 21084 9.16515139 215

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum


HEIGHT AKAR H

TIME

422 20.542639 5402 20.049938 10386 19.646883 15370 19.235384 20354 18.814888 25340 18.439089 30328 18.11077 35312 17.663522 40303 17.406895 45290 17.029386 50278 16.673332 55266 16.309506 60264 16.248077 65244 15.620499 70236 15.362291 75226 15.033296 80218 14.764823 85208 14.422205 90220 14.832397 95192 13.856406 100184 13.56466 105178 13.341664 110172 13.114877 115164 12.806248 120156 12.489996 125150 12.247449 130142 11.916375 135136 11.661904 140131 11.445523 145126 11.224972 150120 10.954451 155117 10.816654 160112 10.583005 165108 10.392305 170106 10.29563 175102 10.099505 18099 9.9498744 18596 9.797959 190

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

94 9.6953597 19590 9.486833 20089 9.4339811 20586 9.2736185 21085 9.2195445 215


HEIGHT AKAR H

TIME

408 20.19900988 5378 19.4422221 10358 18.92088793 15326 18.05547009 20324 18 25282 16.79285562 30240 15.49193338 35204 14.28285686 40170 13.03840481 45144 12 50122 11.04536102 55104 10.19803903 6092 9.591663047 6588 9.38083152 7084 9.16515139 75


HEIGHT AKAR H

TIME

408 20.19900988 5380 19.49358869 10352 18.76166304 15328 18.11077028 20302 17.3781472 25282 16.79285562 30262 16.18641406 35239 15.45962483 40200 14.14213562 45169 13 50142 11.91637529 55119 10.90871211 60

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

102 10.09950494 6591 9.539392014 7087 9.327379053 75


HEIGHT AKAR H

TIME

406 20.14944168

5

376 19.39071943

10

349 18.68154169

15

322 17.94435844

20

276 16.61324773

25

255 15.96871942

30

222 14.89966443

35

202 14.2126704 40196 14 45184 13.5646599

750

196 14 55155 12.4498996 60134 11.5758369 65115 10.7238052

970

99 9.949874371

75

88 9.38083152 8085 9.21954445

785


HEIGHT AKAR H

TIME

413 20.32240143 5404 20.09975124 10378 19.4422221 15

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

346 18.60107524 20316 17.77638883 25290 17.02938637 30266 16.30950643 35244 15.62049935 40208 14.4222051 45174 13.19090596 50146 12.08304597 55122 11.04536102 60108 10.39230485 6592 9.591663047 7087 9.327379053 7585 9.219544457 80

HEIGHT(mm)

VOLUM WATER(l)

TIME T(s) Q(L/S)

Q KUADRAT

442 1000 1000000446 1100 1210000451 1200 1440000

1300 1690000800 6400001000 10000001200 14400001800 3240000

Kesimpulan

1. Pada ketinggian yang sama, semakin kecil diameter lubang maka ketinggian dan jarak

pancaran air yang dihasilkan akan semakin besar

2. Pada lubang diameter 3mm, setelah dirata-rata diperoleh koefisien kecepatan Cv sebesar

0.8975 sedangkan Cv teori sebesar 0.2633

3. Pada diameter lubang 6mm, setealah dirata-ratakan diperoleh koefisien kecepatan

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

BAB X

Flow Over Weir

Pendahuluan

Tujuan Percobaan

a. Untuk mengetahui kenaikan muka air

b. Pengontrol kecepatan

c. Alat ukur debit

Dasar Teori

Alat Dan Bahan:

Perosedur Percobaan

a. Persiapkan semua peralatan yang dibutuhkan

b. Persiapkan flume dengan kemiringan yang ditentukan

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

c. Buka keran dan atur suplai air ke flume.

d. Tunggu sampai aliran stabil, kemudian ukur tinggi muka air di masing-masing

ambang.

e. Pada saat bersamaan ukur kecepatan aliran dengan jalan aliran yang ada

ditampung dengan corong yang diberi pipa plastic yang ditampung diember dan

ukur jangka waktu dengan stopwatch.

f. Setelah waktu tertentu atau ember sudah penuh , matikan stopwatch liat

waktunya.

g. Ukur jumlah liter air yang ada diember.

h. Cabut hasil pengukuran.

i. Ulangi langkah diatas sampai beberapa kali.

j.

Hasil Percobaan

Kesimpulan

BAB XI

OPERATING INSTRUCTION MANUAL HF 1111 PARTICLE DRAG COEFFICIENTS

General DescriptionThe apparatus is designed to study the drug of a particle in a liquid under various Reynold

numbers. This is done by dropping a particle into a vertical liquid columnand timing its fall

between two points. Particle cross section is no more than 1% of the tube cross section. Various

sizes and density of particles are supplied including stream lined shaped objects.

A guide at the top of the tube is provided to minimize disturbance to the liquid. Double

valves at the bottom of the tubes provide a mean for particle removal with minimum loss of the

liquid. A fluorescent tube light a the back.

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Technical Data

Glass tube : two 100 mm out side diameter × 1.5 m long

Tube top with guide : 2 ea

Tube bottom with valves : 2 ea

Ball spheres :

Steel : Diameter : 3, 6, 9 mm

Glass or plastics : 2 sizes diameter

Streamlined objects : Steel, diameter 6 and 9 mm

Fluorescent lamp : 40 W

Stop watch : 1 ea

Power Supply : 220V, 1 Ph, 50 Hz. Other power supplyis

available on request.

1.2 Typical Test

1.1.1 Measurement of drag coefficients of sphere under various Reynold Numbers

1.1.2 Effect of [article shape on rate of fall and drag coefficient1.1.3 Effect of boundary layer separation on motion of sphere1.1.4 Exploration of dynamic similarity

THEORY

When a body is completely immersed in a relatively large expanse of fluid,

the fluid exerts a resultant force on the body arising from the relative motion between the body

and the fluid. In common practice, this resultant force is resolved into two kinds or components

of forces as shown in figure 2. The first force component is parallel to the motion of the body

and againsts the movement direction of the body. This component of force is thereforce called

“Drag Force”.

On the other hand, the second force component which acts at right angle to the motion of

the body is called “Lift Force”. This lift force enables the airplane to float in the air.

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Drag

Drag force on a body may be determined by the following equation:

Where,

Fd = Drag force, N

Cd = Drag coefficient, Dimensionless

Ρ = Density of fluid, Kg/m3

A = Projected area of body normal to direction of motion,m2

V = Velocity of body, m/s

Test Procedures

1. Measure the diameter of the ball or the streamlined body.

2. Turn on the fluorescent lamp.

3. Fill in an oil of known viscosity into the glass tubes up to the operating level.

4. Measure the temperature of the oil for determination of density and releasing

5. Drop the ball or the streamlined body through guide tube section for releasing.

6. Start timing for the movement of the ball (or the streamlined body) from the upper level

mark to the lower level mark and record the time interval.

7. Repeat 3.5 and 3.6 many times to find an average velocity of the ball.

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Note: Viscosity of an oil can be obtained from the oil company.

DATA SHEET

HF 111 PARTICLE DRAG COEFICIENT

Tested by group 6

Type of Particle : Steel ball Particle Diameter: 9mm Moving Distance : 1,2 m

Type of liquid : Oil Shell Helix 20w-50 temp of Liquid : 25˚C

Test Number 1 2 3 4 5 Average

Time (second) 1,68 1,75 1,78 1,69 1,75 1,730

Velocity (m/s) - - - - - 0,6930

Type of Particle : Steel ball Particle Diameter: 6mm Moving Distance :1,2m

Type of liquid:Oil Shell Helix 20w-50 temp of Liquid : 25˚C


Time(second) 3 2,97 2,94 3 3,1 3,002

Velocity(m/s) - - - - - 0,399

Type of Particle : Plastic ball Particle Diameter: 9mm Moving Distance:1,2m



Time(second) 5,87 5,72 5,62 5,69 5,69 5,718

Velocity(m/s) - - - - - 0,210

Type of Particle : Steel stream line

Particle Diameter: 9mm Moving Distance : 1,2-0,2=1m

Type of liquid:Oil Shell Helix 20w-50

temp of Liquid : 25˚C


Time(second) 2,35 1,78 1,78 1,97 1,63 1,902

Mekanika Fluida

Laporan Praktikum

Velocity(m/s) - - - - - 0,526

Particle Diameter: 9mm Moving Distance : 1,2 m



Time (second) 1,68 1,75 1,78 1,69 1,75 1,730

Velocity (m/s) - - - - - 0,6930

Mekanika Fluida

hidrologi

Documents

Transcript of hidrologi