1/4

MODUL 31 ALIRAN FLUIDA

1. PENDAHULUAN

Nilai laju alir fluida di dalam pipa merupakan besaran yang sangat penting untuk diketahui atau

diukur. Alat-alat ukur laju alir fluida dalam pipa di antaranya adalah orrificemeter ,venturimeter,

dan Pitot tube yang bekerja berdasarkan prinsip hilang tekan dengan menerapkan prinsip Bernoulli

Venturimeter, biasanya dipasang pada jalur pipa aliran fluida dan merupakan bagian dari jalur pipa.

Kecepatan rata-rata fluida pada diameter D1 adalah v1 m/s, sedangkan pada titik 2 adalah v2 m/s dan

diameternya adalah D2. Karena pelebaran diameter pipa dari titik 2 ke arah hilir sedikit demi sedikit,

maka kehilangan energi karena gesekan dapat diabaikan.

Komponen utama orificemeter adalah sebuah pelat orifice yang dibubut dan dibor dengan diameter

lobang D0. Pelat dipasang di antara dua flens dalam pipa berdiameter D1. Pada sisi hilir (titik 1) dan

sisi hilir (titik 2) dipasang lubang pengukuran tekanan yang mengukur selisih tekanan (p1-p2).

Kecepatan alir fluida berhubungan dengan penurunan tekanan melintasi pelat orifice, yang dinyatakan dengan persamaan berikut:

Pitot tube digunakan untuk mengukur kecepatan lokal di satu titik dalam suatu aliran fluida, tetapi

bukan kecepatan rata-rata fluida dalam pipa tersebut.

Laju alir lokal pada tabung pitot diukur dengan mengunakan korelasi berikut:

212

2 ppv

1 2

p1

p2

21

4

10

00

2

/1

pp

DD

Cv

2/4

Fluida mengalir dalam pipa dapat berupa aliran yang laminer atau turbulen. rejim aliran dapat

diketahui melalui nilai bilangan Reynold (Re).

= densitas fluida V = laju alir linier D = diameter pipa

= viskositas fluida

2. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan dari percobaan ini adalah : - menentukan karakteristik dan membandingkan alat ukur aliran fluida (venturi, orifice, dan

tabung pitot)

o menentukan koefisien pelepasan (discharge coefficient) pada venturi dan orifice

meter

o menentukan kecepatan lokal aliran pipa dengan menggunakan tabung pitot

o membandingkan kinerja pengukuran laju alir fluida dalam pipa dengan

- menentukan rezim aliran fluida dalam pipa

3. ALAT DAN BAHAN

- Alat :

Piknometer

Viskometer

Rangkaian modul perpipaan SOLTEQ

Stopwatch

Gelas ukur 1L

Pipet

Filler

Kanebo

Tissue

Gayung

Ember

- Bahan :

Air

Aseton

Aqua dm

3/4

4. PROSEDUR KERJA

Penentuan viskositas

Isi viskometer dengan air melalui pipa yang berdiameter lebih besar

Sedot viskometer melalui pipa yang berdiameter kecil menggunakan filler hingga air mencapai garis/batas atas viskometer

Lepas filler dan biarkan air turun hingga mencapai btas bawah

Catat waktu yang diperlukan untuk mencapai batas bawah Catatan : Peserta diwajibkan membawa tabel data densitas air pada setiap

temperatur

Penentuan massa jenis

Timbang piknometer kosong dan catat massanya

Isi piknometer dengan aqua dm hingga penuh, lalu tutup piknometer

Bersihkan dinding luar piknometer dengan aseton dan tissue, tunggu hingga kering

Timbang piknometer berisi aqua dm dan catat massanya

Ulangi langkah di atas dengan menggunakan air dari sump tank

Penentuan karakteristik alat ukur fluida

Pastikan semua valve pada jalur pipa yang akan digunakan terbuka penuh

Tutup semua valve pada jalur pipa yang tidak akan digunakan

Buka valve dari pompa sebanyak setengah bukaan

Hidupkan pompa dan pastikan fluida mengalir keluar dari selang outlet

Setelah kondisi steady, atur bukaan valve outlet rangkaian pipa pada bukaan tertentu (Catatan: mulailah pengukuran dari bukaan valve terkecil)

Isi gelas ukur 1L dengan menggunakan air dari selang outlet hingga mencapai suatu volume tertentu serta catat waktu yang diperlukan untuk mencapai volume tersebut

Ukur beda tekan pada orifice, venturimeter, dan tabung pitot dengan cara menghubungkan selang manometer digital pada masing-masing alat secara bergantian

Catat beda tekan yang terbaca pada manometer digital

Ulangi langkah-langkah di atas sebanyak variasi laju alir fluida yang diinginkan dengan cara mengubah-ubah besarnya bukaan valve outlet rangkaian pipa

Matikan pompa jika run telah selesai

Kuras air pada sump tank hingga kering

5. DATA PERCOBAAN

A. Penentuan viskositas

Temperatur fluida =

Viskositas air murni (aqua dm) = (data literatur)

Waktu tempuh aqua dm =

Waktu tempuh air =

B. Penentuan densitas

Temperatur fluida =

Massa piknometer kososng =

Massa pikno + aqua dm =

Densitas aqua dm = (literatur)

4/4

Volume piknometer =

Massa piknometer+air =

C. Percobaan utama

Run Volume (ml)

Waktu (detik)

Debit (L/detik)

h (mmH2O)

Orifice Venturimeter Pitot

1

2

3

4

5

6

7

8

6. PENGOLAHAN DATA

Koefisien pelepasan (discharge coefficient, CD) pada venturimeter dan orificemeter ditentukan dari

relasi v vs

21

4

2

1

1 pp

. Nilai koefisien pelepasan merupakan nilai gradient dari relasi

linear relasi di atas. Nilai nisbah (perbandingan) diameter venturi (1

2

D

D ),orifice (

1D

Do ), dan

jalur aliran pipa (beserta dimensi pipa) diberikan saat penugasan praktikum (setelah selesai tes

awal).

Ubahlah satuan tekanan (head) terukur ke satuan yang konsisten dalam penentuan koefisien

pelepasan.