Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

71
ANALISIS VARIASI UKURAN DIAMETER LEHER (THROAT) DAN PANJANG BAGIAN KONVERGEN DAN DIVERGEN TERHADAP KARAKTERISTIK VENTURIMETER SKRIPSI Diajukan Dalam Rangka Penyelesaian Studi Strata 1 Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Oleh : Nama : Priyo Prayogo NIM : 5250401047 Prodi : Teknik Mesin S1 Jurusan : Teknik Mesin FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2006

description

oiuigjjjhbjh h ghjh hbjhbjh gh gjgbhbhj gbkjbjbj iuhkjbkjbj iuhiuiu iugib ubijb uiuiu iuibhbjh

Transcript of Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

Page 1: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

ANALISIS VARIASI UKURAN DIAMETER LEHER (THROAT)

DAN PANJANG BAGIAN KONVERGEN DAN DIVERGEN TERHADAP KARAKTERISTIK VENTURIMETER

SKRIPSI

Diajukan Dalam Rangka Penyelesaian Studi Strata 1 Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik

Oleh

Nama Priyo Prayogo

NIM 5250401047

Prodi Teknik Mesin S1

Jurusan Teknik Mesin

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2006

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Telah dipertahankan dihadapan sidang panitia ujian skripsi Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang

Hari Sabtu Tanggal 18 Maret 2006

Panitia Ujian

Ketua Sekretaris

Drs Supraptono MPd Basyirun SPd MT NIP 131125645 NIP 132094389

Anggota Penguji

Pembimbing I Penguji I

Ir Hermawan MSi Ir Hermawan MSi NIP 130935062 NIP 130935062 Pembmbing II Penguji II

Basyirun SPd MT Basyirun SPd MT NIP 132094389 NIP 132094389 Penguji III

Wirawan Sumbodo MT NIP 13187623

Mengetahui

Prof Dr Soesanto NIP 130875753

iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN Motto

- Sesungguhnya Allah tidak akan merubah keadaan suatu kaum sehingga

mereka merubah keadaannya sendiri (QS ArRorsquodu 11)

- Allah tidak memikulkan beban (kewajiban) kepada seseorang kecuali sekuat

kekuatan yang terpikul olehnya (QS Al Baqoroh 286)

- Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan (QS Alam Nasyroh 6)

- Hidup adalah perjuangan

Persembahan

Dengan ridho-Mu ya Allah kupersembahkan

skripsi ini kepada

1 Kedua orang tuaku yang ku-sayangi dan

ku-hormati

2 Kakak-kakak dan keluargaku yang ku-

sayangi dan ku-hormati

3 Semua teman dan sahabatku yang ku-

hormati

iv

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah puji syukur peneliti sampaikan kehadirat Allah SWT yang

telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga peneliti dapat

menyelesaikan skripsi yang berjudul ldquoAnalisis Variasi Ukuran Diameter Leher

(Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik

Venturimeterrdquo Adapun skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Negeri Semarang

Selesainya penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak

untuk itu peneliti menyampaikan ucapan terima kasih kepada

1 Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang

2 Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang

3 Ir Hermawan MSi selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing

memberikan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi

4 Basyirun SPd MT selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin S1

Universitas Negeri Semarang dan selaku Dosen Pembimbing II yang telah

memberikan bimbingan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi

5 Seluruh sahabatkakak seperjuangan (Mas Agus Mas Annas Mba Bakoh

Aan DersquoRus) yang telah memberikan bimbingan motivasi dan semangat

dalam menyelesaikan skripsi

6 Teman Terbaik dan Seperjuangan (Anggun dan teman-teman sekelas) terima

kasih atas bantuan motivasi masukan semangat dorongan dan

kebersamaannya selama ini

v

7 Teman-teman di Yogyakarta (Adief Berlin Nandar Sony Wisnu) yang telah

memberikan fasilitas dorongan dan semangat dalam menyelesaikan skripsi

8 Semua pihak yang telah memberikan motivasi bantuan dan masukan dalam

penyusunan skripsi yang tidak dapat disebutkan satu persatu

Semoga Allah SWT selalu memberikan rahmat serta hidayah-Nya kepada

semua pihak yang telah memberikan bantuan apapun bentuknya Saran dan kritik

yang bersifat membangun sangat peneliti harapkan untuk menambah wawasan

pengetahuan penulis Selanjutnya peneliti berharap semoga skripsi ini bermanfaat

bagi peneliti pada khususnya dan pembaca pada umumnya

Semarang Maret 2006

Peneliti

vi

DAFTAR ISI

JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR GRAFIK xi

DAFTAR LAMPIRAN xii

INTISARI xiii

BAB I PENDAHULUAN 1

11 Alasan Pemilihan Judul 1

12 Permasalahan 2

13 Batasan Operasional 2

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian 3

15 Sistematika Penulisan Skripsi 4

BAB II LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS 5

21 Landasan Teori 5

211 Venturimeter 5

212 Sifat-sifat fluida 6

2121 Kerapatan (ρ) 6

2122 Berat jenis (γ) 7

2123 Volume jenis (v) 7

2124 Viskositas 8

2125 Tekanan (p) 10

vii

213 Jenis-jenis aliran 11

2131 Aliran laminer dan turbulen 11 2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak

mantap (unsteady flow) 12

2133 Aliran fluida ideal dan riil 13 214 Persamaan Kontiniutas 13 215 Persamaan Bernoulli 14

22 Hipotesis 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18

31 Variabel Penelitian 18 311 Variabel bebas 18 312 Variabel berikat 18

32 Pengumpulan Data 18 321 Metode pengumpulan data 18

3211 Studi literatur 18 3212 Eksperimental 18 3213 Metode Analisis 19

322 Instumen penelitian 19 3221 Alat kerja 19 3222 Alat ukur 21 3223 Lembar observasi 21

323 Proses pengambilan data 21 3231 Persiapan 21 3232 Pelaksanaan 21

324 Diagram Alir Penelitian 22 33 Analisa Data 23

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 24

41 Hasil Penelitian 24 411 Venturimeter I 24 412 Venturimeter II 25 413 Venturimeter III 25 414 Venturimeter IV 26

viii

42 Pembahasan Hasil Penelitian 27

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen

5 mm 28

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29

4221 Untuk diameter 18 mm 29

4222 Untuk diameter 12 mm 30

43 Keterbatasan Penelitian 33

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35

51 Kesimpulan 35

52 Saran 36

DAFTAR PUSTAKA 37

LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Lembar Observasi 21

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Venturimeter 5

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8

Gambar 23 Manometer Diferensial 11

Gambar 31 Instalasi penelitian 19

Gambar 32 Diagram alir penelitian 22

Gambar 41 Venturimeter I 24

Gambar 42 Venturimeter II 25

Gambar 43 Venturimeter III 25

Gambar 44 Venturimeter IV 26

xi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih

tinggi air raksa (Δh) 32

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38

Lampiran 2 Contoh perhitungan 39

Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49

Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51

Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52

Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55

xiii

INTISARI

Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006

Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm

Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Alasan Pemilihan Judul

Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran

fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika

aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan

pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip

Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter

Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat

yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada

penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada

kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja

pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja

venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida

Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter

Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju

aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran

sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang

berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen

yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu

Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan

kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas

penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil

(leher)

2

Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka

penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran

Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan

Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter

12 Permasalahan

Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut

121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap

karakteristik venturimeter

122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan

divergen terhadap karakteristik venturimeter

13 Batasan Operasional

131 Analisis

Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk

mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian

ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan

panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik

venturimeter

132 Variasi

Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI

1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran

diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian

konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 2: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Telah dipertahankan dihadapan sidang panitia ujian skripsi Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang

Hari Sabtu Tanggal 18 Maret 2006

Panitia Ujian

Ketua Sekretaris

Drs Supraptono MPd Basyirun SPd MT NIP 131125645 NIP 132094389

Anggota Penguji

Pembimbing I Penguji I

Ir Hermawan MSi Ir Hermawan MSi NIP 130935062 NIP 130935062 Pembmbing II Penguji II

Basyirun SPd MT Basyirun SPd MT NIP 132094389 NIP 132094389 Penguji III

Wirawan Sumbodo MT NIP 13187623

Mengetahui

Prof Dr Soesanto NIP 130875753

iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN Motto

- Sesungguhnya Allah tidak akan merubah keadaan suatu kaum sehingga

mereka merubah keadaannya sendiri (QS ArRorsquodu 11)

- Allah tidak memikulkan beban (kewajiban) kepada seseorang kecuali sekuat

kekuatan yang terpikul olehnya (QS Al Baqoroh 286)

- Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan (QS Alam Nasyroh 6)

- Hidup adalah perjuangan

Persembahan

Dengan ridho-Mu ya Allah kupersembahkan

skripsi ini kepada

1 Kedua orang tuaku yang ku-sayangi dan

ku-hormati

2 Kakak-kakak dan keluargaku yang ku-

sayangi dan ku-hormati

3 Semua teman dan sahabatku yang ku-

hormati

iv

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah puji syukur peneliti sampaikan kehadirat Allah SWT yang

telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga peneliti dapat

menyelesaikan skripsi yang berjudul ldquoAnalisis Variasi Ukuran Diameter Leher

(Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik

Venturimeterrdquo Adapun skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Negeri Semarang

Selesainya penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak

untuk itu peneliti menyampaikan ucapan terima kasih kepada

1 Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang

2 Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang

3 Ir Hermawan MSi selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing

memberikan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi

4 Basyirun SPd MT selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin S1

Universitas Negeri Semarang dan selaku Dosen Pembimbing II yang telah

memberikan bimbingan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi

5 Seluruh sahabatkakak seperjuangan (Mas Agus Mas Annas Mba Bakoh

Aan DersquoRus) yang telah memberikan bimbingan motivasi dan semangat

dalam menyelesaikan skripsi

6 Teman Terbaik dan Seperjuangan (Anggun dan teman-teman sekelas) terima

kasih atas bantuan motivasi masukan semangat dorongan dan

kebersamaannya selama ini

v

7 Teman-teman di Yogyakarta (Adief Berlin Nandar Sony Wisnu) yang telah

memberikan fasilitas dorongan dan semangat dalam menyelesaikan skripsi

8 Semua pihak yang telah memberikan motivasi bantuan dan masukan dalam

penyusunan skripsi yang tidak dapat disebutkan satu persatu

Semoga Allah SWT selalu memberikan rahmat serta hidayah-Nya kepada

semua pihak yang telah memberikan bantuan apapun bentuknya Saran dan kritik

yang bersifat membangun sangat peneliti harapkan untuk menambah wawasan

pengetahuan penulis Selanjutnya peneliti berharap semoga skripsi ini bermanfaat

bagi peneliti pada khususnya dan pembaca pada umumnya

Semarang Maret 2006

Peneliti

vi

DAFTAR ISI

JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR GRAFIK xi

DAFTAR LAMPIRAN xii

INTISARI xiii

BAB I PENDAHULUAN 1

11 Alasan Pemilihan Judul 1

12 Permasalahan 2

13 Batasan Operasional 2

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian 3

15 Sistematika Penulisan Skripsi 4

BAB II LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS 5

21 Landasan Teori 5

211 Venturimeter 5

212 Sifat-sifat fluida 6

2121 Kerapatan (ρ) 6

2122 Berat jenis (γ) 7

2123 Volume jenis (v) 7

2124 Viskositas 8

2125 Tekanan (p) 10

vii

213 Jenis-jenis aliran 11

2131 Aliran laminer dan turbulen 11 2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak

mantap (unsteady flow) 12

2133 Aliran fluida ideal dan riil 13 214 Persamaan Kontiniutas 13 215 Persamaan Bernoulli 14

22 Hipotesis 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18

31 Variabel Penelitian 18 311 Variabel bebas 18 312 Variabel berikat 18

32 Pengumpulan Data 18 321 Metode pengumpulan data 18

3211 Studi literatur 18 3212 Eksperimental 18 3213 Metode Analisis 19

322 Instumen penelitian 19 3221 Alat kerja 19 3222 Alat ukur 21 3223 Lembar observasi 21

323 Proses pengambilan data 21 3231 Persiapan 21 3232 Pelaksanaan 21

324 Diagram Alir Penelitian 22 33 Analisa Data 23

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 24

41 Hasil Penelitian 24 411 Venturimeter I 24 412 Venturimeter II 25 413 Venturimeter III 25 414 Venturimeter IV 26

viii

42 Pembahasan Hasil Penelitian 27

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen

5 mm 28

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29

4221 Untuk diameter 18 mm 29

4222 Untuk diameter 12 mm 30

43 Keterbatasan Penelitian 33

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35

51 Kesimpulan 35

52 Saran 36

DAFTAR PUSTAKA 37

LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Lembar Observasi 21

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Venturimeter 5

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8

Gambar 23 Manometer Diferensial 11

Gambar 31 Instalasi penelitian 19

Gambar 32 Diagram alir penelitian 22

Gambar 41 Venturimeter I 24

Gambar 42 Venturimeter II 25

Gambar 43 Venturimeter III 25

Gambar 44 Venturimeter IV 26

xi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih

tinggi air raksa (Δh) 32

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38

Lampiran 2 Contoh perhitungan 39

Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49

Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51

Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52

Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55

xiii

INTISARI

Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006

Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm

Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Alasan Pemilihan Judul

Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran

fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika

aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan

pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip

Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter

Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat

yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada

penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada

kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja

pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja

venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida

Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter

Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju

aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran

sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang

berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen

yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu

Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan

kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas

penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil

(leher)

2

Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka

penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran

Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan

Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter

12 Permasalahan

Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut

121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap

karakteristik venturimeter

122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan

divergen terhadap karakteristik venturimeter

13 Batasan Operasional

131 Analisis

Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk

mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian

ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan

panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik

venturimeter

132 Variasi

Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI

1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran

diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian

konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 3: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN Motto

- Sesungguhnya Allah tidak akan merubah keadaan suatu kaum sehingga

mereka merubah keadaannya sendiri (QS ArRorsquodu 11)

- Allah tidak memikulkan beban (kewajiban) kepada seseorang kecuali sekuat

kekuatan yang terpikul olehnya (QS Al Baqoroh 286)

- Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan (QS Alam Nasyroh 6)

- Hidup adalah perjuangan

Persembahan

Dengan ridho-Mu ya Allah kupersembahkan

skripsi ini kepada

1 Kedua orang tuaku yang ku-sayangi dan

ku-hormati

2 Kakak-kakak dan keluargaku yang ku-

sayangi dan ku-hormati

3 Semua teman dan sahabatku yang ku-

hormati

iv

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah puji syukur peneliti sampaikan kehadirat Allah SWT yang

telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga peneliti dapat

menyelesaikan skripsi yang berjudul ldquoAnalisis Variasi Ukuran Diameter Leher

(Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik

Venturimeterrdquo Adapun skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Negeri Semarang

Selesainya penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak

untuk itu peneliti menyampaikan ucapan terima kasih kepada

1 Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang

2 Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang

3 Ir Hermawan MSi selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing

memberikan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi

4 Basyirun SPd MT selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin S1

Universitas Negeri Semarang dan selaku Dosen Pembimbing II yang telah

memberikan bimbingan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi

5 Seluruh sahabatkakak seperjuangan (Mas Agus Mas Annas Mba Bakoh

Aan DersquoRus) yang telah memberikan bimbingan motivasi dan semangat

dalam menyelesaikan skripsi

6 Teman Terbaik dan Seperjuangan (Anggun dan teman-teman sekelas) terima

kasih atas bantuan motivasi masukan semangat dorongan dan

kebersamaannya selama ini

v

7 Teman-teman di Yogyakarta (Adief Berlin Nandar Sony Wisnu) yang telah

memberikan fasilitas dorongan dan semangat dalam menyelesaikan skripsi

8 Semua pihak yang telah memberikan motivasi bantuan dan masukan dalam

penyusunan skripsi yang tidak dapat disebutkan satu persatu

Semoga Allah SWT selalu memberikan rahmat serta hidayah-Nya kepada

semua pihak yang telah memberikan bantuan apapun bentuknya Saran dan kritik

yang bersifat membangun sangat peneliti harapkan untuk menambah wawasan

pengetahuan penulis Selanjutnya peneliti berharap semoga skripsi ini bermanfaat

bagi peneliti pada khususnya dan pembaca pada umumnya

Semarang Maret 2006

Peneliti

vi

DAFTAR ISI

JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR GRAFIK xi

DAFTAR LAMPIRAN xii

INTISARI xiii

BAB I PENDAHULUAN 1

11 Alasan Pemilihan Judul 1

12 Permasalahan 2

13 Batasan Operasional 2

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian 3

15 Sistematika Penulisan Skripsi 4

BAB II LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS 5

21 Landasan Teori 5

211 Venturimeter 5

212 Sifat-sifat fluida 6

2121 Kerapatan (ρ) 6

2122 Berat jenis (γ) 7

2123 Volume jenis (v) 7

2124 Viskositas 8

2125 Tekanan (p) 10

vii

213 Jenis-jenis aliran 11

2131 Aliran laminer dan turbulen 11 2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak

mantap (unsteady flow) 12

2133 Aliran fluida ideal dan riil 13 214 Persamaan Kontiniutas 13 215 Persamaan Bernoulli 14

22 Hipotesis 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18

31 Variabel Penelitian 18 311 Variabel bebas 18 312 Variabel berikat 18

32 Pengumpulan Data 18 321 Metode pengumpulan data 18

3211 Studi literatur 18 3212 Eksperimental 18 3213 Metode Analisis 19

322 Instumen penelitian 19 3221 Alat kerja 19 3222 Alat ukur 21 3223 Lembar observasi 21

323 Proses pengambilan data 21 3231 Persiapan 21 3232 Pelaksanaan 21

324 Diagram Alir Penelitian 22 33 Analisa Data 23

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 24

41 Hasil Penelitian 24 411 Venturimeter I 24 412 Venturimeter II 25 413 Venturimeter III 25 414 Venturimeter IV 26

viii

42 Pembahasan Hasil Penelitian 27

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen

5 mm 28

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29

4221 Untuk diameter 18 mm 29

4222 Untuk diameter 12 mm 30

43 Keterbatasan Penelitian 33

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35

51 Kesimpulan 35

52 Saran 36

DAFTAR PUSTAKA 37

LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Lembar Observasi 21

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Venturimeter 5

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8

Gambar 23 Manometer Diferensial 11

Gambar 31 Instalasi penelitian 19

Gambar 32 Diagram alir penelitian 22

Gambar 41 Venturimeter I 24

Gambar 42 Venturimeter II 25

Gambar 43 Venturimeter III 25

Gambar 44 Venturimeter IV 26

xi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih

tinggi air raksa (Δh) 32

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38

Lampiran 2 Contoh perhitungan 39

Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49

Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51

Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52

Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55

xiii

INTISARI

Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006

Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm

Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Alasan Pemilihan Judul

Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran

fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika

aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan

pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip

Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter

Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat

yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada

penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada

kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja

pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja

venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida

Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter

Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju

aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran

sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang

berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen

yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu

Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan

kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas

penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil

(leher)

2

Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka

penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran

Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan

Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter

12 Permasalahan

Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut

121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap

karakteristik venturimeter

122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan

divergen terhadap karakteristik venturimeter

13 Batasan Operasional

131 Analisis

Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk

mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian

ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan

panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik

venturimeter

132 Variasi

Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI

1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran

diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian

konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 4: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

iv

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah puji syukur peneliti sampaikan kehadirat Allah SWT yang

telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga peneliti dapat

menyelesaikan skripsi yang berjudul ldquoAnalisis Variasi Ukuran Diameter Leher

(Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik

Venturimeterrdquo Adapun skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Negeri Semarang

Selesainya penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak

untuk itu peneliti menyampaikan ucapan terima kasih kepada

1 Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang

2 Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang

3 Ir Hermawan MSi selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing

memberikan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi

4 Basyirun SPd MT selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin S1

Universitas Negeri Semarang dan selaku Dosen Pembimbing II yang telah

memberikan bimbingan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi

5 Seluruh sahabatkakak seperjuangan (Mas Agus Mas Annas Mba Bakoh

Aan DersquoRus) yang telah memberikan bimbingan motivasi dan semangat

dalam menyelesaikan skripsi

6 Teman Terbaik dan Seperjuangan (Anggun dan teman-teman sekelas) terima

kasih atas bantuan motivasi masukan semangat dorongan dan

kebersamaannya selama ini

v

7 Teman-teman di Yogyakarta (Adief Berlin Nandar Sony Wisnu) yang telah

memberikan fasilitas dorongan dan semangat dalam menyelesaikan skripsi

8 Semua pihak yang telah memberikan motivasi bantuan dan masukan dalam

penyusunan skripsi yang tidak dapat disebutkan satu persatu

Semoga Allah SWT selalu memberikan rahmat serta hidayah-Nya kepada

semua pihak yang telah memberikan bantuan apapun bentuknya Saran dan kritik

yang bersifat membangun sangat peneliti harapkan untuk menambah wawasan

pengetahuan penulis Selanjutnya peneliti berharap semoga skripsi ini bermanfaat

bagi peneliti pada khususnya dan pembaca pada umumnya

Semarang Maret 2006

Peneliti

vi

DAFTAR ISI

JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR GRAFIK xi

DAFTAR LAMPIRAN xii

INTISARI xiii

BAB I PENDAHULUAN 1

11 Alasan Pemilihan Judul 1

12 Permasalahan 2

13 Batasan Operasional 2

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian 3

15 Sistematika Penulisan Skripsi 4

BAB II LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS 5

21 Landasan Teori 5

211 Venturimeter 5

212 Sifat-sifat fluida 6

2121 Kerapatan (ρ) 6

2122 Berat jenis (γ) 7

2123 Volume jenis (v) 7

2124 Viskositas 8

2125 Tekanan (p) 10

vii

213 Jenis-jenis aliran 11

2131 Aliran laminer dan turbulen 11 2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak

mantap (unsteady flow) 12

2133 Aliran fluida ideal dan riil 13 214 Persamaan Kontiniutas 13 215 Persamaan Bernoulli 14

22 Hipotesis 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18

31 Variabel Penelitian 18 311 Variabel bebas 18 312 Variabel berikat 18

32 Pengumpulan Data 18 321 Metode pengumpulan data 18

3211 Studi literatur 18 3212 Eksperimental 18 3213 Metode Analisis 19

322 Instumen penelitian 19 3221 Alat kerja 19 3222 Alat ukur 21 3223 Lembar observasi 21

323 Proses pengambilan data 21 3231 Persiapan 21 3232 Pelaksanaan 21

324 Diagram Alir Penelitian 22 33 Analisa Data 23

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 24

41 Hasil Penelitian 24 411 Venturimeter I 24 412 Venturimeter II 25 413 Venturimeter III 25 414 Venturimeter IV 26

viii

42 Pembahasan Hasil Penelitian 27

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen

5 mm 28

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29

4221 Untuk diameter 18 mm 29

4222 Untuk diameter 12 mm 30

43 Keterbatasan Penelitian 33

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35

51 Kesimpulan 35

52 Saran 36

DAFTAR PUSTAKA 37

LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Lembar Observasi 21

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Venturimeter 5

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8

Gambar 23 Manometer Diferensial 11

Gambar 31 Instalasi penelitian 19

Gambar 32 Diagram alir penelitian 22

Gambar 41 Venturimeter I 24

Gambar 42 Venturimeter II 25

Gambar 43 Venturimeter III 25

Gambar 44 Venturimeter IV 26

xi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih

tinggi air raksa (Δh) 32

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38

Lampiran 2 Contoh perhitungan 39

Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49

Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51

Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52

Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55

xiii

INTISARI

Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006

Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm

Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Alasan Pemilihan Judul

Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran

fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika

aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan

pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip

Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter

Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat

yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada

penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada

kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja

pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja

venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida

Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter

Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju

aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran

sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang

berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen

yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu

Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan

kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas

penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil

(leher)

2

Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka

penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran

Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan

Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter

12 Permasalahan

Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut

121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap

karakteristik venturimeter

122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan

divergen terhadap karakteristik venturimeter

13 Batasan Operasional

131 Analisis

Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk

mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian

ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan

panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik

venturimeter

132 Variasi

Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI

1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran

diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian

konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 5: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

v

7 Teman-teman di Yogyakarta (Adief Berlin Nandar Sony Wisnu) yang telah

memberikan fasilitas dorongan dan semangat dalam menyelesaikan skripsi

8 Semua pihak yang telah memberikan motivasi bantuan dan masukan dalam

penyusunan skripsi yang tidak dapat disebutkan satu persatu

Semoga Allah SWT selalu memberikan rahmat serta hidayah-Nya kepada

semua pihak yang telah memberikan bantuan apapun bentuknya Saran dan kritik

yang bersifat membangun sangat peneliti harapkan untuk menambah wawasan

pengetahuan penulis Selanjutnya peneliti berharap semoga skripsi ini bermanfaat

bagi peneliti pada khususnya dan pembaca pada umumnya

Semarang Maret 2006

Peneliti

vi

DAFTAR ISI

JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR GRAFIK xi

DAFTAR LAMPIRAN xii

INTISARI xiii

BAB I PENDAHULUAN 1

11 Alasan Pemilihan Judul 1

12 Permasalahan 2

13 Batasan Operasional 2

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian 3

15 Sistematika Penulisan Skripsi 4

BAB II LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS 5

21 Landasan Teori 5

211 Venturimeter 5

212 Sifat-sifat fluida 6

2121 Kerapatan (ρ) 6

2122 Berat jenis (γ) 7

2123 Volume jenis (v) 7

2124 Viskositas 8

2125 Tekanan (p) 10

vii

213 Jenis-jenis aliran 11

2131 Aliran laminer dan turbulen 11 2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak

mantap (unsteady flow) 12

2133 Aliran fluida ideal dan riil 13 214 Persamaan Kontiniutas 13 215 Persamaan Bernoulli 14

22 Hipotesis 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18

31 Variabel Penelitian 18 311 Variabel bebas 18 312 Variabel berikat 18

32 Pengumpulan Data 18 321 Metode pengumpulan data 18

3211 Studi literatur 18 3212 Eksperimental 18 3213 Metode Analisis 19

322 Instumen penelitian 19 3221 Alat kerja 19 3222 Alat ukur 21 3223 Lembar observasi 21

323 Proses pengambilan data 21 3231 Persiapan 21 3232 Pelaksanaan 21

324 Diagram Alir Penelitian 22 33 Analisa Data 23

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 24

41 Hasil Penelitian 24 411 Venturimeter I 24 412 Venturimeter II 25 413 Venturimeter III 25 414 Venturimeter IV 26

viii

42 Pembahasan Hasil Penelitian 27

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen

5 mm 28

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29

4221 Untuk diameter 18 mm 29

4222 Untuk diameter 12 mm 30

43 Keterbatasan Penelitian 33

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35

51 Kesimpulan 35

52 Saran 36

DAFTAR PUSTAKA 37

LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Lembar Observasi 21

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Venturimeter 5

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8

Gambar 23 Manometer Diferensial 11

Gambar 31 Instalasi penelitian 19

Gambar 32 Diagram alir penelitian 22

Gambar 41 Venturimeter I 24

Gambar 42 Venturimeter II 25

Gambar 43 Venturimeter III 25

Gambar 44 Venturimeter IV 26

xi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih

tinggi air raksa (Δh) 32

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38

Lampiran 2 Contoh perhitungan 39

Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49

Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51

Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52

Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55

xiii

INTISARI

Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006

Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm

Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Alasan Pemilihan Judul

Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran

fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika

aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan

pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip

Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter

Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat

yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada

penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada

kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja

pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja

venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida

Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter

Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju

aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran

sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang

berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen

yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu

Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan

kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas

penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil

(leher)

2

Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka

penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran

Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan

Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter

12 Permasalahan

Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut

121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap

karakteristik venturimeter

122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan

divergen terhadap karakteristik venturimeter

13 Batasan Operasional

131 Analisis

Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk

mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian

ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan

panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik

venturimeter

132 Variasi

Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI

1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran

diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian

konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 6: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

vi

DAFTAR ISI

JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR GRAFIK xi

DAFTAR LAMPIRAN xii

INTISARI xiii

BAB I PENDAHULUAN 1

11 Alasan Pemilihan Judul 1

12 Permasalahan 2

13 Batasan Operasional 2

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian 3

15 Sistematika Penulisan Skripsi 4

BAB II LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS 5

21 Landasan Teori 5

211 Venturimeter 5

212 Sifat-sifat fluida 6

2121 Kerapatan (ρ) 6

2122 Berat jenis (γ) 7

2123 Volume jenis (v) 7

2124 Viskositas 8

2125 Tekanan (p) 10

vii

213 Jenis-jenis aliran 11

2131 Aliran laminer dan turbulen 11 2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak

mantap (unsteady flow) 12

2133 Aliran fluida ideal dan riil 13 214 Persamaan Kontiniutas 13 215 Persamaan Bernoulli 14

22 Hipotesis 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18

31 Variabel Penelitian 18 311 Variabel bebas 18 312 Variabel berikat 18

32 Pengumpulan Data 18 321 Metode pengumpulan data 18

3211 Studi literatur 18 3212 Eksperimental 18 3213 Metode Analisis 19

322 Instumen penelitian 19 3221 Alat kerja 19 3222 Alat ukur 21 3223 Lembar observasi 21

323 Proses pengambilan data 21 3231 Persiapan 21 3232 Pelaksanaan 21

324 Diagram Alir Penelitian 22 33 Analisa Data 23

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 24

41 Hasil Penelitian 24 411 Venturimeter I 24 412 Venturimeter II 25 413 Venturimeter III 25 414 Venturimeter IV 26

viii

42 Pembahasan Hasil Penelitian 27

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen

5 mm 28

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29

4221 Untuk diameter 18 mm 29

4222 Untuk diameter 12 mm 30

43 Keterbatasan Penelitian 33

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35

51 Kesimpulan 35

52 Saran 36

DAFTAR PUSTAKA 37

LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Lembar Observasi 21

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Venturimeter 5

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8

Gambar 23 Manometer Diferensial 11

Gambar 31 Instalasi penelitian 19

Gambar 32 Diagram alir penelitian 22

Gambar 41 Venturimeter I 24

Gambar 42 Venturimeter II 25

Gambar 43 Venturimeter III 25

Gambar 44 Venturimeter IV 26

xi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih

tinggi air raksa (Δh) 32

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38

Lampiran 2 Contoh perhitungan 39

Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49

Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51

Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52

Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55

xiii

INTISARI

Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006

Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm

Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Alasan Pemilihan Judul

Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran

fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika

aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan

pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip

Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter

Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat

yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada

penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada

kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja

pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja

venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida

Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter

Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju

aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran

sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang

berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen

yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu

Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan

kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas

penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil

(leher)

2

Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka

penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran

Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan

Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter

12 Permasalahan

Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut

121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap

karakteristik venturimeter

122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan

divergen terhadap karakteristik venturimeter

13 Batasan Operasional

131 Analisis

Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk

mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian

ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan

panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik

venturimeter

132 Variasi

Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI

1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran

diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian

konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 7: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

vii

213 Jenis-jenis aliran 11

2131 Aliran laminer dan turbulen 11 2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak

mantap (unsteady flow) 12

2133 Aliran fluida ideal dan riil 13 214 Persamaan Kontiniutas 13 215 Persamaan Bernoulli 14

22 Hipotesis 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18

31 Variabel Penelitian 18 311 Variabel bebas 18 312 Variabel berikat 18

32 Pengumpulan Data 18 321 Metode pengumpulan data 18

3211 Studi literatur 18 3212 Eksperimental 18 3213 Metode Analisis 19

322 Instumen penelitian 19 3221 Alat kerja 19 3222 Alat ukur 21 3223 Lembar observasi 21

323 Proses pengambilan data 21 3231 Persiapan 21 3232 Pelaksanaan 21

324 Diagram Alir Penelitian 22 33 Analisa Data 23

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 24

41 Hasil Penelitian 24 411 Venturimeter I 24 412 Venturimeter II 25 413 Venturimeter III 25 414 Venturimeter IV 26

viii

42 Pembahasan Hasil Penelitian 27

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen

5 mm 28

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29

4221 Untuk diameter 18 mm 29

4222 Untuk diameter 12 mm 30

43 Keterbatasan Penelitian 33

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35

51 Kesimpulan 35

52 Saran 36

DAFTAR PUSTAKA 37

LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Lembar Observasi 21

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Venturimeter 5

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8

Gambar 23 Manometer Diferensial 11

Gambar 31 Instalasi penelitian 19

Gambar 32 Diagram alir penelitian 22

Gambar 41 Venturimeter I 24

Gambar 42 Venturimeter II 25

Gambar 43 Venturimeter III 25

Gambar 44 Venturimeter IV 26

xi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih

tinggi air raksa (Δh) 32

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38

Lampiran 2 Contoh perhitungan 39

Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49

Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51

Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52

Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55

xiii

INTISARI

Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006

Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm

Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Alasan Pemilihan Judul

Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran

fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika

aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan

pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip

Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter

Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat

yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada

penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada

kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja

pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja

venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida

Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter

Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju

aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran

sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang

berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen

yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu

Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan

kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas

penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil

(leher)

2

Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka

penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran

Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan

Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter

12 Permasalahan

Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut

121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap

karakteristik venturimeter

122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan

divergen terhadap karakteristik venturimeter

13 Batasan Operasional

131 Analisis

Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk

mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian

ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan

panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik

venturimeter

132 Variasi

Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI

1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran

diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian

konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 8: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

viii

42 Pembahasan Hasil Penelitian 27

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen

5 mm 28

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29

4221 Untuk diameter 18 mm 29

4222 Untuk diameter 12 mm 30

43 Keterbatasan Penelitian 33

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35

51 Kesimpulan 35

52 Saran 36

DAFTAR PUSTAKA 37

LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Lembar Observasi 21

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Venturimeter 5

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8

Gambar 23 Manometer Diferensial 11

Gambar 31 Instalasi penelitian 19

Gambar 32 Diagram alir penelitian 22

Gambar 41 Venturimeter I 24

Gambar 42 Venturimeter II 25

Gambar 43 Venturimeter III 25

Gambar 44 Venturimeter IV 26

xi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih

tinggi air raksa (Δh) 32

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38

Lampiran 2 Contoh perhitungan 39

Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49

Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51

Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52

Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55

xiii

INTISARI

Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006

Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm

Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Alasan Pemilihan Judul

Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran

fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika

aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan

pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip

Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter

Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat

yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada

penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada

kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja

pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja

venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida

Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter

Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju

aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran

sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang

berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen

yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu

Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan

kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas

penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil

(leher)

2

Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka

penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran

Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan

Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter

12 Permasalahan

Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut

121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap

karakteristik venturimeter

122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan

divergen terhadap karakteristik venturimeter

13 Batasan Operasional

131 Analisis

Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk

mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian

ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan

panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik

venturimeter

132 Variasi

Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI

1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran

diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian

konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 9: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Lembar Observasi 21

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk

venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Venturimeter 5

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8

Gambar 23 Manometer Diferensial 11

Gambar 31 Instalasi penelitian 19

Gambar 32 Diagram alir penelitian 22

Gambar 41 Venturimeter I 24

Gambar 42 Venturimeter II 25

Gambar 43 Venturimeter III 25

Gambar 44 Venturimeter IV 26

xi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih

tinggi air raksa (Δh) 32

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38

Lampiran 2 Contoh perhitungan 39

Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49

Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51

Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52

Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55

xiii

INTISARI

Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006

Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm

Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Alasan Pemilihan Judul

Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran

fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika

aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan

pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip

Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter

Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat

yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada

penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada

kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja

pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja

venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida

Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter

Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju

aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran

sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang

berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen

yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu

Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan

kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas

penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil

(leher)

2

Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka

penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran

Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan

Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter

12 Permasalahan

Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut

121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap

karakteristik venturimeter

122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan

divergen terhadap karakteristik venturimeter

13 Batasan Operasional

131 Analisis

Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk

mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian

ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan

panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik

venturimeter

132 Variasi

Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI

1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran

diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian

konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 10: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Venturimeter 5

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8

Gambar 23 Manometer Diferensial 11

Gambar 31 Instalasi penelitian 19

Gambar 32 Diagram alir penelitian 22

Gambar 41 Venturimeter I 24

Gambar 42 Venturimeter II 25

Gambar 43 Venturimeter III 25

Gambar 44 Venturimeter IV 26

xi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih

tinggi air raksa (Δh) 32

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38

Lampiran 2 Contoh perhitungan 39

Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49

Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51

Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52

Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55

xiii

INTISARI

Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006

Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm

Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Alasan Pemilihan Judul

Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran

fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika

aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan

pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip

Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter

Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat

yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada

penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada

kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja

pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja

venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida

Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter

Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju

aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran

sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang

berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen

yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu

Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan

kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas

penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil

(leher)

2

Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka

penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran

Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan

Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter

12 Permasalahan

Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut

121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap

karakteristik venturimeter

122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan

divergen terhadap karakteristik venturimeter

13 Batasan Operasional

131 Analisis

Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk

mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian

ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan

panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik

venturimeter

132 Variasi

Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI

1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran

diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian

konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 11: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

xi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih

tinggi air raksa (Δh) 32

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38

Lampiran 2 Contoh perhitungan 39

Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49

Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51

Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52

Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55

xiii

INTISARI

Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006

Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm

Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Alasan Pemilihan Judul

Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran

fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika

aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan

pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip

Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter

Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat

yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada

penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada

kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja

pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja

venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida

Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter

Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju

aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran

sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang

berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen

yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu

Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan

kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas

penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil

(leher)

2

Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka

penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran

Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan

Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter

12 Permasalahan

Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut

121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap

karakteristik venturimeter

122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan

divergen terhadap karakteristik venturimeter

13 Batasan Operasional

131 Analisis

Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk

mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian

ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan

panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik

venturimeter

132 Variasi

Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI

1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran

diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian

konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 12: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38

Lampiran 2 Contoh perhitungan 39

Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49

Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51

Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52

Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55

xiii

INTISARI

Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006

Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm

Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Alasan Pemilihan Judul

Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran

fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika

aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan

pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip

Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter

Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat

yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada

penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada

kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja

pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja

venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida

Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter

Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju

aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran

sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang

berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen

yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu

Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan

kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas

penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil

(leher)

2

Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka

penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran

Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan

Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter

12 Permasalahan

Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut

121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap

karakteristik venturimeter

122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan

divergen terhadap karakteristik venturimeter

13 Batasan Operasional

131 Analisis

Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk

mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian

ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan

panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik

venturimeter

132 Variasi

Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI

1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran

diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian

konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 13: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

xiii

INTISARI

Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006

Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm

Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Alasan Pemilihan Judul

Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran

fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika

aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan

pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip

Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter

Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat

yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada

penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada

kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja

pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja

venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida

Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter

Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju

aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran

sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang

berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen

yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu

Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan

kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas

penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil

(leher)

2

Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka

penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran

Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan

Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter

12 Permasalahan

Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut

121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap

karakteristik venturimeter

122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan

divergen terhadap karakteristik venturimeter

13 Batasan Operasional

131 Analisis

Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk

mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian

ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan

panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik

venturimeter

132 Variasi

Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI

1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran

diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian

konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 14: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Alasan Pemilihan Judul

Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran

fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika

aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan

pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip

Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter

Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat

yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada

penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada

kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja

pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja

venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida

Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter

Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju

aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran

sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang

berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen

yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu

Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan

kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas

penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil

(leher)

2

Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka

penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran

Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan

Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter

12 Permasalahan

Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut

121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap

karakteristik venturimeter

122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan

divergen terhadap karakteristik venturimeter

13 Batasan Operasional

131 Analisis

Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk

mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian

ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan

panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik

venturimeter

132 Variasi

Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI

1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran

diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian

konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 15: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

2

Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka

penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran

Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan

Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter

12 Permasalahan

Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut

121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap

karakteristik venturimeter

122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan

divergen terhadap karakteristik venturimeter

13 Batasan Operasional

131 Analisis

Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk

mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian

ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan

panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik

venturimeter

132 Variasi

Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI

1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran

diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian

konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 16: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

3

133 Karakteristik

Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu

(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai

perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada

kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui

pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan

besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi

pada venturimeter

134 Venturimeter

Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volume (debit)

14 Tujuan dan Manfaat Penelitian

141 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen

dan divergen terhadap karakteristik venturimeter

142 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat

menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara

praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk

mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip

kerja venturi

Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan

salah satu fenomena venturimeter

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 17: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

4

15 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai

berikut

Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman

pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar

tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari

Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I

Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan

batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika

penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-

teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang

venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas

persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian

yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian

metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil

penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran

Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan

lampiran-lampiran

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 18: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

5

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

21 Landasan Teori

211 Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu

yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang

manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher

yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari

diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial

(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran

sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)

Gambar 21 Venturimeter

l1 l2 l3 l4

D1 D2

Manometer diferensial

Keterangan gambar

D1 = diameter hulu venturi

D2 = diameter throat (leher venturi)

l1 = panjang hulu venturi

l2 = panjang bagian konvergen

l3 = panjang throat (leher

venturi) l4 = panjang bagian divergen

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 19: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

6

212 Sifat-sifat Fluida

2121 Kerapatan (ρ)

Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat

juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan

dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)

Vm

=ρ (21)

dengan

ρ = kerapatan (kgm3)

m = massa (kg)

V = volume (m3)

Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah

perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada

sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC

dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F

Young Theodore H Okiishi 2004)

air

SGρρ

= (22)

dengan

SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif

ρ = kerapatan (density) (kgm3)

airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 20: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

7

2122 Berat jenis (γ)

Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per

satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan

( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)

VWg == ργ (23)

dengan

γ = berat jenis (Nm3)

ρ = kerapatan (kgm3)

g = percepatan gravitasi (ms2)

W = berat (N)

V = volume (m3)

2123 Volume jenis (v)

Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah

volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau

merupakan kebalikan dari kerapatan

v = mV (24)

atau

v = ρ1 (25)

dengan

v = volume jenis (m3kg)

ρ = kerapatan (kgm3)

V = volume (m3)

m = massa (kg)

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 21: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

8

2124 Viskositas

Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran

ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap

tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)

Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran

momentum dari molekul-molekul fluida

Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan

(Sudarja 2002)

Tegangan geser yang timbul

dyduμτ = atau

dyduτμ = (26)

dengan

τ = tegangan geser (Nm2)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

dydu = gradien kecepatan setiap harga y

Δu

Δy

y

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 22: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

9

Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya

viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena

perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat

berpengaruh adalah karena perubahan suhu

Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh

gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan

berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan

suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya

Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran

momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum

antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan

menaikan viskositasnya

Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara

viskositas dinamis dengan massa jenis

ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)

dengan

υ = viskositas kinematis (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 23: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

10

2125 Tekanan (p)

Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua

arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar

yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles

1984)

Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk

keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu

luas (A) maka

APp = (28)

dengan

p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)

P = gaya (N)

A = luas (m2)

Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang

berbeda dalam suatu fluida adalah

)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)

dengan

ρg = satuan berat cairan (Nm3)

h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)

Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik

menggunakan manometer diferensial

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 24: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

11

Dari gambar (a)

pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)

Dari gambar (b)

pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2

pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)

213 Jenis-jenis Aliran

2131 Aliran laminer dan turbulen

Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan

yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis

fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran

laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya

turbulensi (Sudarja 2002)

Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)

z

γ1

γ2

γ3

A

B

(a)

z

γ2 γ1

γ3

B A

(b)

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 25: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

12

Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita

jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida

bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan

terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul

akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga

kerugiannyapun juga lebih besar

Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen

tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya

υμρ VdVd

==Re (212)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

d = diameter dalam pipa (m)

υ = viskositas kinematik (m2s)

μ = viskositas dinamis (Nsm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer

Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi

turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh

2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)

Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per

satuan waktu adalah konstan

Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir

per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 26: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

13

2133 Aliran fluida ideal dan riil

Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)

sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian

suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu

menganalisis kondisi aliran

Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga

alirannya mengalami kerugian

214 Persamaam Kontinuitas

Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian

dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya

adalah (Ranald VGiles 1984)

ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)

Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka

persamaan tersebut menjadi

A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)

dengan

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua

(ms) Q = laju aliran volume (m3s)

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 27: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

14

215 Persamaan Bernoulli

Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam

mekanika fluida dan asumsi yang digunakan dalam menurunkannya

sangat banyak tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk

menganalisis suatu aliran (Bruce R Munson Donald F Young

Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai

berikut

zVp γρ ++ 2

21 = konstan (215)

atau

=++ gzVp2

2

ρkonstan (216)

atau

=++ zg

Vp2

2

γkonstan (217)

dengan

V = kecepatan rata-rata (ms)

p = tekanan (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

z = ketinggian (m)

γ = berat jenis (Nm3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Persamaan Bernoulli untuk dua titik

22

2212

11 21

21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)

atau

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 28: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

15

2

222

1

211

22z

gVp

zg

Vp++=++

γγ (219)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

γ = berat jenis (Nm3)

z1 = elevasi di titik satu (m)

z2 = elevasi di titik dua (m)

Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus

mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya

mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan

Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus

Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli

menjadi

222

211 2

121 VpVp ρρ +=+ (220)

dengan

V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)

V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)

p1 = tekanan di titik satu (Nm2)

p2 = tekanan di titik dua (Nm2)

ρ = kerapatan (kgm3)

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 29: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

16

Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah

dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan

Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan

persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran

teoritis

Q = A2 ])(1[

)(22

1

2

21

AA

pp

minus

minus

ρ (221)

dengan

Q = laju aliran (m3s)

A1 = luas penampang bagian satu (m2)

A2 = luas penampang bagian dua (m2)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan

ρ = kerapatan (kgm3)

Catatan A2 lt A1

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju

aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara

ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam

penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat

mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H

Okiishi 2004)

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 30: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

17

22 Hipotesa

Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau

venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada

leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 31: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Variabel Penelitian

311 Variabel bebas

Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel

terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah

diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan

divergen

312 Variabel berikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas

Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih

tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih

kecepatan (ΔV)

32 Pengumpulan Data

321 Metode pengumpulan data

3211 Studi literatur

Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk

mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian

penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang

berhubungan dengan penelitian

3212 Eksperimental

Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara

langsung dari pengujian yang dilakukan

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 32: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

19

3213 Metode Analisis

Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara

menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan

rumus-rumus dari buku referensi yang relevan

322 Instumen penelitian

3221 Alat kerja

- Rangkaian pompa

Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah

Gambar 31 Instalasi penelitian

Keterangan gambar

1 Tandon air reservoar

2 Pipa hisap

3 Pompa

4 Pipa tekan

5 Katup pengatur debit

6 Rotameter flowmeter

7 Seksi uji (venturimeter)

8 Manometer Diferensial

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 33: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

20

- Spesifikasi pompa

Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash

Capacity = 43 LPM

Suction Lift = max 9 m

Suction and discharge pipe = 1

Out put = 125 watt

Total Head = max 33 m

Rpm = 2850

- Venturimeter

a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter I

b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Selanjutnya disebut venturimeter II

c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter III

d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher

20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Selanjutnya disebut venturimeter IV

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 34: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

21

3222 Alat ukur

- Penggaris

- Rotameterflowmeter

- Manometer diferensial

3223 Lembar observasi

Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut

Tabel 31 Lembar Observasi

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

30

25

20

15

10

323 Proses pengambilan data

3231 Persiapan

Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji

maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut

3232 Pelaksanaan

- Pasang tabung venturimeter

- Pompa dihidupkan

- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20

LPM 15 LPM 10 LPM

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 35: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

22

- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial

pada setiap debit yang ditentukan

- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter

324 Diagram alir penelitian

Gambar 32 Diagram alir penelitian

Studi Literatur

Persiapan

Aliran Air

Pembahasan

Kesimpulan

Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV

Data Data Data Data

Analisa Data

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 36: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

23

33 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik

deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan

atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 37: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

41 Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat

dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap

4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan

panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut

411 Venturimeter I

Gambar 41 Venturimeter I

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 21 23 23 22333

3003 18 18 18 18

24024 13 13 14 13333

18018 10 10 10 10

12012 7 7 7 7

24

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 38: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

25

412 Venturimeter II

Gambar 42 Venturimeter II

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18

mm

Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 118 118 119 11833

3003 82 82 83 82333

24024 55 55 56 55333

18018 34 34 35 34333

12012 20 21 21 20667

413 Venturimeter III

Gambar 43 Venturimeter III

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 39: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

26

Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 26 26 25 25667

3003 20 21 21 20667

24024 15 16 17 16

18018 13 13 12 12667

12012 10 10 10 10

414 Venturimeter IV

Gambar 44 Venturimeter IV

Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12

mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit

Δh (mmHg) Q aktual

(LPM) 1 2 3

Δh rata-rata

(mmHg)

36036 123 125 122 12333

3003 89 93 91 91

24024 63 69 66 66

18018 44 47 45 45333

12012 29 28 29 28667

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 40: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

27

42 Pembahasan Hasil Penelitian

Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini

penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut

bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II

- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm

dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV

bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter I dengan venturimeter III

- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)

yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan

setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut

421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter

4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter II

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 41: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

28

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)

Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II

4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

Venturimeter III dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

gi A

ir R

aksa

(mm

Hg)

Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 42: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

29

Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan

divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan

dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang

mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda

Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula

Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa

(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan

tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan

bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air

raksa (Δh) yang dihasilkan

Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter

dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)

lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214

422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen

4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm

Venturimeter I dan venturimeter III

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 43: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

30

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)

Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III

4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm

Venturimeter II dan venturimeter IV

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa (m

mH

g)

Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)

Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air

raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 44: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

31

Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit

aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan

jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher

(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama

diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya

perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi

selisih tinggi air raksa (Δh)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan

penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang

bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan

penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti

tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen

dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding

hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang

panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek

memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan

venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 45: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

32

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa

(Δh)

Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat

diketahui bahwa

- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat

venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih

tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik

per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti

dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih

tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan

- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi

dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18

mm

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 46: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

33

- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm

- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan

divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi

dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa

venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan

perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi

air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan

selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan

debit yang dapat terlihat

43 Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa

faktor yaitu

Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah

berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan

daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data

Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer

diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca

milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 47: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

34

Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan

dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan

pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB

dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan

tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah

Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan

seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi

mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun

kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak

menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit

yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran

pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke

saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 48: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis

Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian

Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut

1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter

diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda

2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)

yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher

(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari

pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm

3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan

divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan

panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air

raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian

konvergen dan divergen 18 mm

4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter

leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm

memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding

venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV

lebih responsif dibanding yang lain

35

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 49: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

36

52 Saran

1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui

venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang

pola aliran pada venturimeter

2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi

peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat

melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 50: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

37

DAFTAR PUSTAKA

Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga

Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga

Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta

Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 51: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

38

Lampiran 1

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 52: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

39

Lampiran 2

Contoh Perhitungan

Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan

(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan

persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ

= 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menentukan selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 53: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

40

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 54: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

41

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 55: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

42

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

4 Menentukan kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 56: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

43

Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)

debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut

1 Menentukan berat jenis (γ)

airρ = 1000 3mkg

Hgρ = 13570 3mkg

Dari persamaan (23) VWg == ργ

gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98

= 132986 3mN

gairair sdot= ργ

= 1000 bull 98

= 9800 3mN

2 Menghitung selisih tekanan (Δp)

Dari persamaan (210)

pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1

atau

Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1

= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3

= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3

= (- h3 ) γ1 + h3 γ3

= h3 γ3 ndash h3 γ1

= (γ3 - γ1) h3

= (γHg ndash γair) Δh

Δp = (132986 ndash 9800) Δh

= 123186 bull Δh 2mN

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 57: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

44

Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg

Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg

= 0022333 mHg

Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN

= 27512 2mN

Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)

3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis

a Untuk venturimeter I dan III

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (18 x 10-3)2

= 2543 x 10-4 m2

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 58: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

45

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

10154610543211000

2105432 pQ

( )[ ]24

4130110002105432minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]1700110002105432 4

minusΔsdot

times= minus pQ

8292010002105432 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

2128292105432 4 pQ Δsdot

times= minus

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 2751154 2mN

Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000655 sm3

= 00007 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM

= 39304 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 59: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

46

b Untuk venturimeter II dan IV

D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (28 x 10-3)2

= 6154 x 10-4 m2

D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4

1 DA π=

= 025 bull 314 (12 x 10-3)2

= 113 x 10-4 m2

Dari persamaan (221)

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞⎜

⎝⎛minus

Δsdot=

2

1

2

2

1

2

AA

pAQρ

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛timestimes

minus

Δsdottimes=

minus

minus

minus2

4

4

4

1015461013111000

210131 pQ

( )[ ]24

184011000210131minusΔsdot

times= minus pQ

[ ]0337011000210131 4

minusΔsdot

times= minus pQ

9662601000210131 4

sdotΔsdot

times= minus pQ

264966210131 4 pQ Δsdot

times= minus

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 60: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

47

Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan

36036 LPM

Diketahui Δp = 14577 2mN

Jadi Qteoritis = 829201000

145772105432 4

sdotsdot

times minus

= 0000620 sm3

= 00006 sm3

Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM

= 37242 LPM

Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter

hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)

4 Menghitung kecepatan (V)

Dari persamaan (24)

Q = A V

Q = A1 V1 = A2 V2

V1 = 1A

Q

V2 = 2A

Q

Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I

dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A1 = 6154 x 10-4 m2

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 61: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

48

Maka V1 = 1A

Q

= 10 61540006550

4-times

= 1064 sm

Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada

venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3

A2 = 2543 x 10-4 m2

Maka V2 = 2A

Q

= 10 25430006550

4-times

= 2576 sm

Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I

pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah

ΔV = V2 - V1

= 2576 - 1064

= 1512 sm

5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)

Cv = teori

aktual

QQ

Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM

Diketahui Qaktual = 36036 LPM

Qteoritis = 39304 LPM

Maka Cv = 3043903636

= 09169

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 62: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

49

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 63: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

50

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 64: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

51

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 65: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

52

Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)

0102030405060708090

100110120130

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ingg

i Air

Rak

sa

(mm

Hg)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 66: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

53

Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Selis

ih T

ekan

an (P

a)

Venturimeter I (D 18 L 18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 67: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

54

Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Debit Aktual (LPM)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s) Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)

0

1

2

3

4

5

0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007

Debit Aktual (msup3s)

Kec

epat

an p

ada

Lehe

r (m

s)

Venturimeter I (D 18 L18)

Venturimeter II (D 12 L 18)

Venturimeter III (D 18 L 5)

Venturimeter IV (D 12 L 5)

Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 68: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

55

Lampiran 6 Foto-foto Penelitian

Foto 1 Instalasi Penelitian

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 69: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

56

Foto 2 Flowmeter

Foto 3 Manometer U

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 70: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

57

Foto 4 Katupkran pengatur debit

Foto 5 Pemasangan Seksi uji

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf
Page 71: Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb

58

Foto 6 Venturimeter I dan II

Foto 7 Venturimeter III dan IV

  • Bagian Depanpdf
  • Isi amp Lamp 2 5 6pdf