IV. Aliran Orifice

7/23/2019 IV. Aliran Orifice

1/9

IV. ALIRAN MELALUI ORIFICE

Orifice adalah suatu bagian yang terbuka (lobang) yang terdapat pada tangki / reservoir

dari mana cairan akan mengalir keluar.

Bila H konstan :

muka air

orifice

orificepenampangluasa=

orificemelaluiyangdebi!=orificemelaluipengaliranan"ecepaV

=

H

Kecepatan theoritis g#$V%=

Kecepatan actual g#$.CV Vac=

ebit theoritis g#$.a! %=

ebit actual g#$.a.C! dac=

!v " Koefisien kecepatan (#$%& ' #$%%)

!d " Koefisien distribusi (#$ ' #$&)

Bila tinggi muka air berubah H tidak tetap

muka air

orifice

H2

H1

dh

hmuka air

mulamulaairmu"a&inggi#'

dpengaliranseela%airmu"ainggi#$=

g"ianpenampangluasA=

orificepenampangluasa=

orificemelaluiyangdebi!=

orificemelaluipengaliranan"ecepaV=

*asalahnya :

Berapa +aktu yang diperlukan untuk menurunkan muka air dari setinggi Hmen,adi H-

Berapa volume air yang keluar dari tangki selama kurun +aktu tersebut

a+ab :


2/9

0in,au bagian yang diarsir.

*isalkan pada suatu saat$ tinggi cairan dalam tangki adalah h

alam +aktu 1dt2 detik$ permukaan cairan turun se,auh dh

3olume air yang keluar dari tangki adalah (4 . dh)$ dimana 4 adalah luas penampang

tangki.

3olume air yang keluar melalui orifice adalah (5 . dt).

Karena keduanya adalah volume yang sama$ maka

5 . dt " 64 . dh (tanda 7 diberikan karena volume dalam tangki berkurang).

8aktu yang dibutuhkan untuk menurunkan muka air adalah sbb :

d%!

Ad

$#

'#

d%!

A dimana g%$.a.C! d

$#

'# d %.g$.a.C

d%.A

=

$#

'# $

'

d %

d%

g$.a.C

A

d%.%g$.a.C

A

$#

'#

$('

d

=

=

$('

'

$('

$

$'

d

##'

.g$.a.C

A

$('

$

$('

'd

##g$.a.C

A$

!ontoh :

iketahui :

sebuah tangki bentuk silinder berdiameter $-&m

dilengkapi dengan orifice bundar berdiameter &cm

0inggi air mula6mula dalam tangki -$##m

4ir kemudian dikeluarkan hingga tersisa setinggi #$9&m

Koefisien pengaliran (!d) " #$-

itanya :

a. 8aktu yang digunakan untuk menurunkan muka air tersebut.

-


3/9

b. ebit aliran (5)

c. Banyaknya air yang keluar/volume

;enyelesaian :

muka air

orifice

2,00 mmuka air

m))*$#'

m+,*)#$

-g"iandiameerm$,*'/=

0,75 m -orificediameercm,d=

-disribusi"oefisien0$1*)Cd

a. -##g$.a.CA$

$('

$

$('

'

d


4/9

22

md.d

m.!Vol =

2m,)$*'$123))0'5*) =

4liran ari >atu ?eservoir Ke ?eservoir


5/9

tersebut diatas

c. Berapa ,auh cairan di tangki @ turun " dan berapa ,auh cairan di tangki @@

naik C "

d. Berapa besar volume air yang berpindah

;enyelesaiannya :

0in,au bagian yang diarsir$ dimana suatu saat perbedaan tinggi muka air antara kedua

tangki adalah 1h2.

>etelah pengaliran ber,alan selama 1dt2 detik$ cairan ditangki @ turun se,auh 1dD2 dan

ditangki @@ air naik se,auh 1dy2.

3olume cairan yang keluar dari tangki @ " 3olume cairan yang masuk ke tangki @@

A dy.Ad3.A $' =

A d3.AAdy

$

'=

;erubahan tinggi muka cairan berubah men,adi 1dh2 dimana

A dyd3d%

A d3A

A'd3.

A

Ad3d%

$

'

$

'

A $'

$

$

$'

$

' AA

d%.A

A

AA

d%

A

A'

d%d3

=

0in,au tangki @$ dimana volume cairan yang keluar dari tangki @ " volume cairan yang

masuk ke pipa untuk diteruskan ke tangki @@.

A d.!d3.A' =

A d3.!Ad '

=

A-AA

d%.A.

!

Ad

$'

$'

=

A-AA!

A.Ad

$'

$'

5 adalah debit yang mengalir dalam pipa$ dimana

V.a.c! d (a " luas penampang pipa)

3 adalah kecepatan aliran dalam pipa$ dihitung dengan persamaan Bernoulli antara

titik E -

&


6/9

A f

$

$am$

$

'am' %

g$

V9:

g$

V9:

A imanag$

V.

d

L.f%

$

f

)g$

V

g$

V $$$

'=

A f$' %:: = (dari persamaan diatas)

A %:: $' = (terlihat dari gambar -)

Ag$

V.

d

L.f%%%

$

f =

A %.f.Ld.g$V

=

$

'

d %.f.L

d.g$.a.c!=

$('

d$'

$'

%

d%.

f.L

d.g$.a.c.-AA

A.Ad

=

=

$#

'#

$('

d$'

$' d%.%

f.L

d.g$.a.c.-AA

A.A

f.L

d.g$.a.c.-AA

##A.A.$

d$'

$('$

$(''$'

=

>oal :

ua buah tangki berisi air dengan luas penampang :

A 0angki @ 4" -## m-

A 0angki @@ 4-" ## m-

A ;erbedaan tinggi muka air H" -$& m

Kedua tangki tersebut dihubungkan oleh pipa$

A ;an,ang pipa < " -& m

A Berdiameter d " 9$& cm

A Koefisien gesekan f" #$##-

A Koefisien distribusi cd " #$&

A Fravitasi g " %$G m/dt-

4ir kemudian dialirkan hingga perbedaan tinggi muka airnya turun men,adi H-" $==m

itanya :

. Berapa +aktu yang dibutuhkan untuk menurunkan muka air tersebut ( t)


7/9

-. Berapa tinggi air di tangki @ yang perpindah (D)

=. Berapa tinggi air di tangki @@ yang bertambah (y)

. Berapa volume air yang berpindah (3ol)

;enyelesaian :

. *enghitung +aktu yang dibutuhkan :

f.L

d.g$.a.c.-AA

##A.A.$

d$'

$('$

$(''$'

=

))$*).$,

)+,*).0$*'4)+,*).0,*).-'))$))

22*',*$')).$)).$

$

1'

$('$('

=

i"de20+50,10*1

'+'$)

12*$4.))11*).'4,

-',2*',5'*'1)))) ==

8aktu yang dibutuhkan adalah =9G detik.

-. *enghitung 1D2 dan 1y2

H1= 2,5 m

H2= 1,33 m

X

;berpinda%yangairVolume

.A


8/9

2

' m+524*).$))


9/9

>#

IV. Aliran Orifice

Documents

Transcript of IV. Aliran Orifice