Modul Mekanika Fluida I

Praktikum Mekanika Fluida I

1

PEDOMAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA I 1. Tujuan dari praktikum mekanika fluida I ini adalah untuk memberikan pemahaman

kepada praktikan mengenai materi perkuliahan, khususnya mengenai aliran saluran tertutup.

2. Lingkup kegiatan dari praktikum mekanika fluida I ini antara lain pengambilan data di

laboratorium, mengolah data, menganalisa hasil, dan menyampaikan dalam bentuk laporan secara baik dan benar.

3. Selama praktikum praktikan wajib menggunakan jas praktikum lengan panjang,

name tag, sepatu tertutup, dan pakaian yang rapi dan sopan. 4. Jurnal praktikum wajib dibawa selama kegiatan praktikum dan digunakan untuk

menuliskan data selama kegiatan praktikum (data dibuat rangkap untuk asisten yang bertugas).

5. Kehadiran tepat waktu (toleransi keterlambatan 15 menit), ketidakhadiran wajib

disertai surat keterangan. 6. Asisten dan praktikan bertanggung jawab atas keutuhan alat-alat yang digunakan

dan ikut memelihara kebersihan laboratorium. 7. Laporan dibuat secara berkelompok, diketik dengan menggunakan komputer.

FORMAT LAPORAN NILAI I. TUJUAN 5 II. PRINSIP DASAR 10 III.TEORI DASAR 15 IV. DATA DAN PERHITUNGAN 20 V. ANALISIS 30 VI. APLIKASI BIDANG TL 10 VII. KESIMPULAN 10 VIII. DAFTAR PUSTAKA Jika tidak ada nilai

dikurang 5 point 8. Pengumpulan laporan satu minggu setelah praktikum atau sesuai tanggal yang telah

ditetapan kepada asisten yang bertugas sesuai jadwal praktikum masing-masing kelompok (tidak ada toleransi keterlambatan)

9. Nilai praktikum terdiri atas nilai laporan dan tes akhir praktikum. 10. Setiap pelanggaran akan dikenakan sanksi, tidak diperbolehkan ikut praktikum

dan nilai praktikum nol.

Koordinator Asisten Mekanika Fluida


2

MODUL 01 HYDRAULIC BENCH

A. SASARAN Menentukan debit aktual (Q aktual)

B. TEORI 1. M air = ρ air x Volume air 2. Volume air = Q aktual x t rata-rata

C. CARA KERJA 1. Hubungkan bench ke sumber listrik. 2. Tutup valve bench, lalu tekan start pompa. 3. Periksa apakan terjadi kebocoran di perpompaan, perpipaan, atau bagian lain. 4. Tutup drain di bak dalam weight tank dengan memutar cam lever. 5. Buka valve di bench (air akan mengalir ke alat percobaan dan kembali ke

bench). 6. Jalankan stopwatch tepat saat lengan (yang menghubungkan bak dan tempat

beban) bergerak ke atas. 7. Pasang beban segera, maka lengan akan turun ke bawah. Setelah beberapa

saat lengan akan naik kembali ke atas. 8. Matikan stopwatch tepat saat lengan bergerak ke atas. Catat berat beban yang

digunakan (berat air adalah 3 kali berat beban yang digunakan). Catat waktu yang tertera pada stopwatch.

9. Ulangi percobaan sesuai kebutuhan, dengan membuang air dalam bak melalui pengaturan cam lever.

Catatan : untuk Standar Praktikum, percobaan dengan beban yang sama diulang dengan 3 kali (3 kali pencatatan waktu tiap satu jenis beban). Beban yang sama dapat digunakan, asalkan besar pembukaan valve bervariasi.

10. Tutup valve di bench. Matikan pompa. Cabut fitting stop kontak sumber listrik.

D. TABEL DATA Variasi T air

(oC) ρ air

(kg/m3) m beban

(kg) t (s)

1 2 3 1 2 3 4 5

E. TABEL HASIL

Variasi M air (kg)

t rata-

rata (s) Q aktual (m3/s)

1 2 3 4 5


3

MODUL 02 ALIRAN DALAM PIPA

A. SASARAN

1. Mengukur perbedaan tinggi tekan pada pipa piezometer Water Manometer dan U-tube Mercury Manometer.

2. Menghitung koefisien friksi (f), koefisien Hazen-Williams (C), dan koefisien kekasaran Manning (n) dalam perpipaan.

B. CARA KERJA

1. Susun alat seperti pada Gambar. 2. Ukur suhu fluida sebelum percobaan. 3. Hubungkan outlet hydraulic bench ke alat dan outlet alat ke gelas ukur. 4. Alirkan air ke alat dan atur debitnya dengan needle valve. 5. Catat beda tinggi manometer. 6. Ukur waktu dari air pertama kali masuk ke gelas ukur sampai volume yang

ditentukan. 7. Langkah 1-6 dilakukan dengan 10 variasi debit dan tiap debit yang sama dilakukan 3

kali. Volume pada gelas ukur harus selalu sama dan selama percobaan valve pada hydraulic bench jangan diubah-ubah.

8. Ukur suhu fluida sesudah percobaan. 9. Ukur diameter dan panjang pipa yang digunakan sebagai saluran air.

C. TABEL DATA

Suhu awal dan akhir

= Panjang pipa =

Diameter pipa = Volume gelas ukur

=

Massa jenis air = Kekentalan kinematis

=

Variasi h Piezometer (mm) h U-Tube (mm) T (s)

A B X Y 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10


4

A B

P1 P2

A B

AIR

RAKSA

P1 P2

D. TABEL HASIL

Variasi Δh Piezometer

(m)

Δh U-Tube (m)

T (s) Q actual (m3/s)

V (m/s)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

E. GRAFIK

1. Kecepatan (V) – headloss (hL) [untuk piezometer dan U-Tube] 2. Kuadrat kecepatan (V2) – gradient hidrolis (S) [untuk piezometer dan U-Tube] 3. Kecepatan (V) – S0.54 [untuk piezometer dan U-Tube] 4. Kecepatan (V) – akar gradient hidrolis (S0.5) [untuk piezometer dan U-Tube]

F. ILUSTRASI 1. Ilustrasi Piezometer Water Manometer

P1 > P2

2. Ilustrasi U-tube Mercury Manometer

P1 > P2


5

MODUL 03 ALAT UKUR DEBIT SALURAN TERTUTUP

I. Venturimeter

a. Sasaran 1. Menentukan debit teoretis (Qteoretis) dari venturimeter. 2. Menentukan nilai koefisien discharge (Cd) dari venturimeter.

b. Teori

1. Qteoretis =AB X vB

5.0

2

1

2

g

Pg

P

AA

gv BA

A

B

B

1. Data-data yang tersedia yaitu dA=26 mm dan dB=16mm. 2. Data-data yang dicari adalah:

gP

gP BA

3. Yang merupakan beda tinggi (Δh)muka air di tabung peizometrik A dan B.

2. teoretis

aktuald Q

QC

Dari grafik Qaktual (absis) terhadap Qteoretis (ordinat) tentukan nilai gradien (m) dari persamaan yang didapat.

Qaktual = Cd X Qteoretis dan y = m x + , maka mCd

1

c. Cara Kerja

1. Ukur temperatur fluida di awal percobaan. 2. Aktifkan hydraulic bench. 3. Keluarkan udara yang terjebak di dalam peizometer dan posisi muka air di

peizometer berada pada ketinggian kira-kira 280 mm. 4. Pengukuran debit dilakukan dalam 5 variasi dengan cara mengatur valve di

hydraulic bench. Untuk satu variasi debit dilakukan pengukuran waktu 3 kali. 5. Catat Pembacaan tinggi muka air di tabung peizometer A dan B. 6. Ukur temperatur fluida di akhir percobaan.

d. Tabel Data

T awal = T akhir = Massa Beban =


6

Variasi hA hB ΔhAB t(detik)

1

2

3

4

e. Tabel Hasil

Variasi Qaktual (m3/s)

ΔhAB rata-rata (mm)

vB (m/s)

Qhitung (m3/s)

1 2 3 4 5

f. Grafik-Grafik

1. Qaktual (absis) terhadap Δh (ordinat) 2. Qaktual (absis) terhadap Qteoretis (ordinat)

Keterangan: Untuk grafik linear gunakan regresi linear dengan set intercept = 0. Tampilkan nilai persamaan garisnya dan nilai koefisien korelasi (R2).

II. Orificemeter

a. Sasaran 1. Menentukan debit teoretis (Qteoretis) dari orificemeter. 2. Menentukan nilai koefisien discharge (Cd) dari orificemeter.

b. Teori

1. Qteoretis =AF X vF

5.0

2

1

2

g

Pg

P

AA

gv FE

E

F

F

Data-data yang tersedia yaitu dA=51 mm dan dB=20mm.


7

Data-data yang dicari adalah:

gP

gP FE

Yang merupakan beda tinggi (Δh) muka air di tabung peizometrik E dan F.

2. teoretis

aktuald Q

QC

Dari grafik Qaktual (absis) terhadap Qteoretis (ordinat) tentukan nilai gradien (m) dari persamaan yang didapat.

Qaktual = Cd X Qteoretis dan y = m x + , maka mCd

1

c. Cara Kerja

1. Ukur temperatur fluida di awal percobaan. 2. Aktifkan hydraulic bench. 3. zzzKeluarkan udara yang terjebak di dalam peizometer dan posisi muka air di

peizometer berada pada ketinggian kira-kira 280 mm. 4. Pengukuran debit dilakukan dalam 5 variasi dengan cara mengatur valve di

hydraulic bench. Untuk satu variasi debit dilakukan pengukuran waktu 3 kali. 5. Catat Pembacaan tinggi muka air di tabung peizometer E dan F. 6. Ukur temperatur fluida di akhir percobaan

d. Tabel Data

Variasi hE hF ΔhEF t(detik)

1

2

3

4

5


8

e. Tabel hasil

Variasi Qaktual (m3/s)

ΔhEF rata-rata (mm)

vF (m/s)

Qhitung (m3/s)

1 2 3 4 5

f. Grafik-Grafik 1. Qaktual (absis) terhadap Δh (ordinat) 2. Qaktual (absis) terhadap Qteoretis (ordinat)

Keterangan: Untuk grafik linear gunakan regresi linear dengan set intercept = 0. Tampilkan nilai persamaan garisnya dan nilai koefisien korelasi (R2)


9

MODUL 04 KEHILANGAN ENERGI DALAM SISTEM PERPIPAAN

A. Sasaran praktikum :

1. Menghitung headloss pada sistem perpipaan 2. Menghitung Qaktual

B. Cara Kerja

1. Masukkan outlet hydraulic bench ke inlet alat, sedangkan outlet alat ke hydraulic bench.

2. Tutup globe valve, buka gate valve. 3. Start pompa (ingat valve di hydraulic bench harus ditutup sebelum pompa

dinyalakan, seperti prosedur praktikum sebelumnya), buka valve di hydraulic bench.

4. Biarkan air mengalir 2-3 menit. 5. Tutup gate valve, keluarkan udara yang terjebak dalam piezometer, perhatikan

bahwa piezometer di sistem tidak menunjukkan kehilangan energi. 6. Buka gate valve, keluarkan udara yang terjebak dalam U-Tube (seluruh tabung

tidak boleh ada udara). 7. Tutup gate valve, dan ulangi cara di atas dengan mengatur globe valve.

Setelah selesai, tutup kembali globe valve. 8. Buka penuh valve di hydraulic bench. 9. Buka gate valve penuh akan didabatkan debit maksimum melalui sistem

perpipaan warna biru tua. 10. Ukur debit yang mengalir sampai 3 kali. 11. Ukur temperatur air. 12. Catat pembacaan piezometer dan U-Tube Manometer. 13. Percobaan dilakukan minimum untuk 5 debit yang berbeda, dengan

pengukuran tiap debit minimum 3 kali. 14. Tutup gate valve. Buka globe valve, ulangi ara dan percobaan di perpipaan biru

muda seperti yang telah dilakukan di atas. 15. Tutup globe valve. 16. Tutup valve di hydraulic bench. 17. Matikan pompa.

C.Tabel Data 1. Data yang diketahui

a. Diameter pipa Pipa besar = 26.4 mm Pipa kecil = 13.7 mm

b. Jarak antar taping 1-2 (standar elbow) = 79 cm 3-4 (pipa lurus biru tua) = 88 cm 5-6 (90o sharp bend) = 81 cm 7-8 (pelebaran) = 18.5 cm 8-9 (pipa lurus biru muda) = 85 cm 9-10 (penyempitan) = 8.5 cm 11-12 (bend 4”) = 81 cm 13-14 (bend 6”) = 93 cm 15-16 (bend 2”) = 91 cm


10

2. Data yang diukur Massa beban = Takhir = Massa air = Tawal = Pair = a. Perpipaan biru tua

No Waktu (t) Tinggi kolom air (mm)

t1 t2 t3 tr Gate valve

Standar Elbow

Pipa lurus

90o Sharp bend

1 2 3 4 5 b. Perpipaan biru muda

No Waktu (t) Tinggi kolom air (mm)

t1 t2 t3 tr Globe valve Bend 2" Bend 4" Bend 6" Pipa

lurus Pelebaran tiba-tiba

Penyempitan tiba-tiba

1 2 3 4 5 D. Tabel hasil

No Waktu (t)

Qaktual (m3/s)

Apipa lurus

biru muda (m2)

Vpipa lurus

biru muda (m/s)

Vpipa diameter

kecil (m/s) Vpipa diameter

besar (m/s) (Vk -

Vb)2/2g t1 t2 t3 tr

1 2 3 4 5


11

1. Sistem Perpipaan Biru Tua

No

Waktu (t)

Qaktual (m3/s)

Apipa lurus

biru tua (m2)

Vpipa lurus

biru tua (m/s)

Headloss (m) S0.54 pipa lurus

biru tua t1 t2 t3 tr

Pipa lurus biru tua

Gate valve

Standar elbow

90o sharp bend

1 2 3 4 5

2. Sistem Perpipaan Biru Muda

No

Waktu (t)

Qaktual (m3/s)

Headloss (m) S0.54 pipa lurus biru

muda t1 t2 t3 tr Pipa

lurus Globe valve

Bend 2"

Bend 4"

Bend 6"

Pelebaran tiba-tiba

Penyempitan tiba-tiba

1

2 3 4 5

E. Grafik

1. Q-HLgate valve dan Q-HLglobe valve 2. v2-HLgate valve dan V2-HLglobe valve 3. v2-Hlbend 4. (vk-vb)2-HLpelebaran dan (vk-vb)2-HLpenyempitan 5. S0.54-vpipa lurus biru tua dan S0.54-vpipa lurus biru muda

Keterangan : Untuk grafik linier digunakan intercept = 0

Tampilkan persamaan garisnya dan nilai koefisien korelasinya.

Modul Mekanika Fluida I

Documents

Transcript of Modul Mekanika Fluida I