bab 2 jet impact

7/23/2019 BAB 2 Jet Impact

http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-jet-impact 1/17

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Jaringan Perpipaan 2015

3 Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

BAB 2

JET IMPACT

2.1 Tujuan

Tujuan dari praktikum Jet Impact adalah sebagai berikut:

1. Mencari waktu dari setiap beban 5 gram, 10 gram, dan 15 gram berdasarkan

volume ang telah ditentukan.

!. Menghitung besarna debit dari masing"masing beban #5 gram, 10 gram, 15gram$ berdasarkan volume ang ditentukan.

3. Menghitung besarna gaa pancaran berdasarkan hasil percobaan dan statis

momen pada masing"masing beban.

%. Menghitung &aktor koreksi dari masing"masing beban #5 gram, 10 gram, 15

gram$.

2.2 Dasar Teori

'erubahan aliran partikel &luida dapat menebabkan terjadina gaa ang

sebanding dengan laju perubahan momentum.

Menurut (ambang Triatmojo #1))3$ rumus ang berlaku untuk praktikum Jet

Impact adalah sebagai berikut:

1. Momentum * + - v...............................................................................#!.1$

!. aa #/$ * + - dv ............................................................................#!.!$

engan:

+ * rapat massa #kgm3$,

- * debit #m3s$,

v * kecepatan #ms$,

dv * percepatan #ms!$.

2pabila ditinjau tabung pipa ang terdiri dari sejumlah tabung aliran ang dibatasi

oleh tampang 1 dan !, maka gaa ang terjadi pada &luida di dalam tabung aitu:

/* + - #v! v1$ ...........................................................................................#!.3$




% Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

v!

Gambar 2.1 2rah 2liran

4eterangan:

/ * gaa pancaran #kg ms$,

+ * rapat massa &luida #kgm3$,

- * debit aliran &luida #m3s$,

v * kecepatan aliran #ms$,

v! * kecepatan aliran di pipa 1 #ms$,

v1 * kecepatan aliran di pipa ! #ms$,

* gaa reaksi plat terhadap impact pancaran &luida #kg ms$,

2 * luas penampang pipa #m!$.

Menurut (ambang Triatmojo #1))3$, gaa reaksi ang diberikan oleh plat

terhadap impact pancaran &luida adalah sebagai berikut:

* " / * " + - #v ! v1$ ...............................................................................#!.%$

2pabila persamaan kontinuitas aliran &luida adalah sebagai berikut:

- * 2 v ........................................................................................................... #!.5$

dan jika v! * 0, maka gaa reaksi ang diberikan oleh plat adalah sebagai berikut:

* " / * " + - #v! v1$

* " + 2 v #"v1$

* + 2 v1! ................................................................................................#!.6$

umus di atas berlaku untuk plat datar tetap.

umus gaa reaksi untuk plat lengkung tetap dipengaruhi oleh sudut

kelengkungan, aitu sudut masuk dan sudut keluar dari plat lengkung, aitu α dan

β terhadap garis sejajar arah aliran atau sumbu .

v /

v1




5 Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

v cos 7

7

v cos8

Gambar 2.2 9udut 'ancaran pada 'lat engkung

dimana: 8 * sudut masuk

7 * sudut keluar

Menurut (ambang Triatmojo #1))3$, komponen kecepatan pancaran masuk

terhadap sumbu ; adalah sebagai berikut:

v1 * v cos 8 .........................................................................................................#!.<$

4omponen kecepatan pancaran keluar terhadap sumbu ; adalah sebagai berikut:

v1 * v cos 7 ........................................................................................................#!.=$

Maka, gaa ang ditimbulkan oleh >at cair pada plat lengkung adalah sebagai

berikut:

* " / * " + 2 v #"v cos 8 v cos 7$

* + 2 v #v cos 8 ? v cos 7$..........................................................#!.)$

2pabila 8 * 7 * 0, maka:

* + 2 v #v cos 0° ? v cos 0°$

* + 2 v #v ? v$

* + 2 v !v

* ! + 2 v@..........................................................................................#!.10$

imana:

* gaa pancaran #A$,

2 * luas tampang pancaran #m!$,

v * kecepatan air #ms$,

+ * massa jenis #kgm3$.

/

8




6 Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

Bal ini menunjukkan bahwa gaa eng terjadi pada plat lengkung dimana

pancaran membentuk sudut 1=0C adalah dua kali besar gaa ang terjadi pada plat

datar. engan kata lain, plat lengkung mempunai e&ektivitas ang lebih tinggi

dalam menangkap tenaga pancaran dibandingkan dengan plat datar.

Gambar 2.3 'iranti Jet Impact

4eterangan :

1. (eban Merata engan #1,053 kgm$

!. Dngsel

3. 'lat engkung #' * 153,05 gr$

%. Eurat # * 0,01 m!$

5. 4aki

6. (eban #F * 5 gr, 10 gr, 15 gr$

<. Tabung 4aca

=. Inlet

). 'ipa

1 ! 5% 6 < =3 )




< Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

Menurut Timoshenko G ere #1))<$, gaa pancaran air berdasarkan statis momen

adalah sebagai berikut:

!

!

!1!1! $#!

1$# PL L L! L L" FL ++++= ........................................................#!.11$

!

!

!

!1!1 $#!

1$#

L

PL L L! L L"

F

++++= ..............................................................#!.1!$

4eterangan:

/ * gaa pancaran air #A$,

F * beban #kg$,

' * plat lengkung #kg$,

H * beban merata lengan #kg$,

1 * panjang lengan 1 #m$,

! * panjang lengan ! #m$.

2.2.1 Aplikasi dalam dunia teknik sipil

1. 'enggunaan mesin Turbin pada 'embangkit istrik Tenaga air

!. 'enggunaan kincir air dalam irigasi sawah

2.3 Alat dan Bahan

2lat dan bahan ang digunakan dalam praktikum Jet Impact adalah sebagai

berikut :

2.3.1 Alat

a. 'iranti Jet Impact

b. #$draulic Benc%

c. 2nak timbangan dengan beban 5 gram, 10 gram, dan 15 gram

d. &top'atc%

e. Dmber




= Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

2.3.2 Bahan

(ahan ang digunakan adalah air.

2.3.3 Gambar Alat

(erikut adalah gambar alat ang digunakan dalam praktikum Jet Impact :

Gambar 2.4 Jet Impact dan #$draulic benc%

Gambar 2.5 &top'ac%




) Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

Gambar 2.6 2nak timbangan dengan beban

Gambar 2.7 Dmber

2.3.4 Gambar Bahan

(erikut adalah gambar bahan ang digunakan dalam praktikum Jet Impact :




10 Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

Gambar 2. 2ir ang digunakan

2.4 !ara "erja

angkah"langkah melakukan praktikum Jet Impact adalah sebagai berikut:

1. Mempersiapkan piranti Jet Impact pada #$draulic Benc% sedemikian sehingga

tidak goah.

Gambar 2.# Mempersiapkan 'iranti Jet Impact pada #$draulic Benc%

!. Meletakkan bebananak timbangan pada ujung lengan.

Gambar 2.1$ Meletakkan (eban pada Ijung engan

3. Menghidupkan pompa air.




11 Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

Gambar 2.11 Menghidupkan 'ompa 2ir

%. Mengatur pancaran air ang menghantam plat lengkung dengan memutar

keran pengatur secara perlahan"pelan sampai lenganbatang logam pada

piranti Jet Impact benar"benar dalam keadaan sejajar.

Gambar 2.12 Mengatur 'ancaran 2ir sehingga lengan menjadi sejajar

5. Mengukur debit aliran dengan mencatatwaktu ang dibutuhkan manometer

debit sampai mencapai volume tertentu. 'enghitungan waktu dilakukan tiga

kali untuk memperoleh data t1, t!, dan t3. 4emudian menghitung masing"

masing debit.

Gambar 2.13 Mengukur ebit 2liran

6. Melakukan prosedur di atas dengan menggunakan beban ang bervariasi.



Laporan Praktikum #idrolika 201(

Bab 2 Jet Impact

Kelompok II

2.5 Dia%ram Alir

Gambar 2.14 iagram 2lir 'raktikum Jet Impact

%

Menediakan alat dan bahan

Mulai

Mempersiapkan piranti Jet Impact pada #$draulic Benc%

Meletakkan beban anak timbangan pada ujung lengan

Mengatur pancaran air pelengkung

4esimpulan

Menganalisis data dengan menghitung debit dan debit rata"rata masing"masing

beban

Mengulangi prosedur diatas dengan variasi beban

Mengulangi langkah 5 sebanak tiga kali

Mengukur debit aliran dengan mencatat waktu ang dibutuhkan manometer

debit sampai mencapai volume tertentu

9elesai




< Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

2.6 Data &asil 'er(obaan

ata 2wal 'ercobaan:

* 'anjang lengan total * 3= cm * 0,3= m

1 * 'anjang lengan beban 1 * !3 cm * 0,!3 m

! * 'anjang lengan beban ! * 15 cm * 0,15 m

' * 'lat lengkung * 153,05 gram * 0,15305 kg

* iameter curat * 0,01 m

2 * uas penampang curat * J K #0,01$@ * <,=5% 10"5 m@

H * (erat lengan beban * 1,053 kgm

+air * Massa jenis air * 1000 kgmL

Tabel 2.1 Basil 'engamatan 'ercobaan Jet Impact

(eban

#gram$

olume

#$

Faktu

#detik$

ebit

#mLdt$

ebit rata"rata

#mLdt$

5

15 !),%1 5,100 10"%

5,03< 10

"%

15 30,0= %,)=< 10"%

15 !),=6 5,0!3 10"%

10

15 !<,)% 5,36) 10"%

5,!3= 10"%15 !=,=< 5,1)6 10"%

15 !),1% 5,1%= 10"%

15

15 !<,<5 5,%05 10"%

5,3<= 10"%15 !<,5) 5,%3< 10"%

15 !=,3% 5,!)3 10"%

2.7 Analisis Data

4eterangan variabel

n : ata ke"n #1,!,3,N,dst$,

-n : ebit ke"n,

vn : kecepatan ke"n,

/pn : aa pancaran dari hasil percobaan ke"n,

/n : aa akibat dari perhitungan teori statis momen ke"n,

n : /aktor korelasi ke"n.

Fn : berat beban ke"n




= Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

a. Intuk beban pertama #F1$ * 5 gram * 0,005 kg

dt m

ratarata) 1003<,53

10$0!3,5)=<,%5,100# 3%%

1

−−

×=

++

=−

aa pancaran air berdasarkan percobaan #/'1$

/'1* ! + 2 v1@

* ! 1000 <,=5%10"5 #6,%13$@

/'1* 6,%60 A

aa pancaran air berdasarkan statis momen #/1$

=1,)$#

!1$#

!

!

!

!1!11

1

L

PL L L! L L" F

++++=

=1,)15,0

15,015305,0$15,0!3,0#053,1!1$15,0!3,0#005,0 !

×++××++=

/1 * 6,5)<= A

/aktor koreksi /'1 dengan /1 #81$

)<),05)<=,6

%60,6

1

1

1 === F

FP α

O 4esalahan elati& * O1001

11×

−

F

FP F

* O1005)<=,6

%60,65)<=,6×

−

* !,0=) O

b. Intuk beban kedua #F!$ * 10 gram * 0,01 kg

dt m *

ratarata)+ %13,6

10=5%,<

1003<,5 3

5

%

11 =

×

×=

−=

−

−




) Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

dt m

ratarata) 10!3=,53

10$1%=,51)6,536),5# 3%%

!

−−

×=++

=−

66),610=5%,<

10!3=,55

%!

! =×

×=

−=

−

−

*

ratarata)+ dt m

aa pancaran air berdasarkan percobaan #/'!$

/'! * ! + 2 v!@

* ! 1000 <,=5%10"5 #6,66)$@

/'! * 6,)=6 A

aa pancaran air berdasarkan statis momen #/!$

=1,)$#

!1$#

!

!

!

!1!1!

! L

PL L L! L L" F

++++=

=1,)

15,0

15,015305,0$15,0!3,0#053,1!

1$15,0!3,0#01,0 !

×++××++=

/! * 6,<!!1 A

/aktor koreksi /'! dengan /! #8!$

03),1<!!1,6

)=6,6

!

!! ===

F

FP α

O 4esalahan elati& * O100!

!!×

−

F

FP F

* O100<!!1,6

)=6,6<!!1,6×

−

* 3,)!6 O

c. Intuk beban ketiga #F3$ * 15 gram * 0,015 kg




10 Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

dt m

ratarata) 103<=,53

10$!)3,5%3<,5%05,5# 3%%

3

−−

×=++

=−

dt m *

ratarata)+ =%<,6

10=5%,<

103<=,55

%3

3 =×

×=

−=

−

−

aa pancaran air berdasarkan percobaan #/'3$

/'3 * ! + 2 v3@

* ! 1000 <,=5%10"5 #6,=%<$@

/'3 * <,36% A

aa pancaran air berdasarkan statis momen #/3$

=1,)$#

!1$#

!

!

!

!1!13

3 L

PL L L! L L" F

++++=

=1,)15,0

15,015305,0$15,0!3,0#053,1!

1$15,0!3,0#015,0 !

×++××++=

/3 * 6,=%63 A

/aktor koreksi /'3 dengan /3 #83$

0<6,1=%63,6

36%,<

3

3

3 === F

FP α

O 4esalahan elati& * O1003

33

×

−

F

FP F

* O100=%63,6

36%,<=%63,6×

−

* <,56! O




11 Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

2. 'embahasan

Tabel 2.2 Basil 'erhitungan aa 'ancaran dari 'ercobaan Maupun Teori

AoF

#gram$

-

#mLdt$

#mdt$/'n

#A$

/n

#A$8

4esalahan

elati& #O$

1 5 %,)3<10"% 6,!=5 6,151 6,5)<= 0,)3! 6,<<

! 10 %,)010"% 6,!3= 6,11 6,<!!1 0,)%= ),10

3 15 5,11=10"% 6,516 6,6<0 6,=%63 0,)<% !,5<

'erbandingan gaa"gaa hasil perhitungan dan gaa"gaa hasil percobaan adalah

sebagai berikut:

'ercobaan 1 81 * 0,)3!

'ercobaan ! 8! * 0,)%=

'ercobaan 3 83 * 0,)<%

(erdasarkan pengamatan Tabel !.! dapat disimpulkan bahwa untuk kondisi ideal,

harga &aktor koreksi #8$ adalah 1. Barga &aktor koreksi bernilai angka 1

menggambarkan bahwa pada percobaan masih terdapat beberapa &aktor kesalahan.

Menurut kelompok kami hal tersebut terjadi karena kekurang telitian praktikan

dalam mengukur waktu.

/aktor kesalahan antara lain adalah sebagai berikut :

1. /aktor 'raktikan

a.4urang akurat atau kurang kebersamaan antara penghentian waktu

,top'atc% dan penghentian aliran pada bak penampungan dalam pengukuran

debit.

b. 4esalahan dalam membaca gelas ukur.

!. /aktor 2lat

a.Terdapat lubang lubang pada lengan beban ang tidak diperhitungkan di

mana lubang" lubang tadi mengurangi berat beban #H$

b. 4ondisi alat Jet Impact ang digunakan terdapat kebocoran

sehingga mempengaruhi perhitungan debit air.

c.&top'act% ang digunakan kurang representati&.




1! Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

Menurut (ambang Triatmojo #1))3$, hubungan antara debit, volume, dan waktu

adalah sebagai berikut:

t

- ) =

dimana: - * debit #m3dt$,

* volume #m3$,

t * waktu #dt$.

(esar debit #-$ berbanding terbalik dengan waktu #t$. (esar debit #-$ berbanding

lurus dengan volume #$. 'ada volume ang tetap, semakin besar beban ang

dikenakan, maka debit air ang mengalir semakin besar dan menebabkan waktu

ang diperlukan semakin kecil.

Menurut (ambang Triatmojo #1))3$, hubungan antara debit, kecepatan pancaran,

dan luas penampang adalah sebagai berikut:

- * 2 v

dimana:

- * debit #mLdt$,

2 * luas penampang #m@$,

v * kecepatan pancaran #mdt$.

(esarna debit #-$ berbanding lurus dengan kecepatan pancaran #v$ dengan luas

penampang #2$ ang tetap. 'ada luas penampang ang tetap, semakin besar debit

ang mengalir mengakibatkan kecepatan pancaran semakin besar. 9etiap

perubahan harga beban akan menghasilkan perubahan nilai terhadap gaa ang

dihasilkan.

2.# "esimpulan

ari percobaan dan analisis data ang dihasilkan, maka dapat disimpulkan :

1. (esrana waktu dari masing masing beban 5 gram, 10 gram,

dan 15 gram berturut" turut adalah t1 * !),<= detik, t! * !=,65 detik, dan t3

* !<,=) detik.

!. (esarna debit dari masing"masing beban 5 gram, 10 gram,

dan 15 gram berturut"turut adalah -1 * %,)3< 10"% mLdt P -! * %,)00

10"% mLdt P dan -3 * 5,11=10"% mLdt.




13 Bab 2 Jet Impact

Kelompok 11

3. Ailai besarna gaa pancaran berdasarkan hasil percobaan

dan statis momen pada masing masing beban sebagai berikut :

a. (esarna gaa ang ditimbulkan pancaran air akibat beban 5 gram

adalah /'1 * 6,151 A dan /1 * 6,5)<= A.

b. (esarna gaa ang ditimbulkan pancaran air akibat beban 10 gram

adalah /'! * 6,11 A dan /! * 6,<!!1 A.

c. (esarna gaa ang ditimbulkan pancaran air akibat beban 15 gram

adalah /'3 * 6,6<01 A dan /3 * 6,=%63 A.

%. (esarna &aktor koreksi #8$ dari masing"masing beban 5 gram, 10 gram,

dan 15 gram berturut"turut adalah 81 * 0,)3!P 8! * 0,)%=P dan 83 * 0,)<%.

Basil praktikum dirasa kurang baik, karena harga &aktor koreksi #8$ telah

menunjukkan hasil angka 1. 9ehingga dapat dikatakan praktikum ini

belum berhasil.

2.1$ )aran

Intuk memperoleh keakuratan hasil praktikum, penguasaan materi dan ketelitian

sangat diperlukan pada praktikan terutama dalam pembacaan ukuran. /aktor alat

juga sangat menentukan, kerusakan alat harus dihindari agar tidak mempengaruhi

data ang diperoleh. (agi 'raktikan harus lebih menguasai diri dengan memahami

materi ang akan diujikan serta memperhatikan arahan dari asisten untuk

pelaksanaanna. Intuk kelancaran jalanna praktikum, diperlukan adana

keteraturan dan kedisiplinan dalam melaksanakan praktikum, baik oleh praktikan

maupun asisten ang membantu praktikan dapat melakukan percobaan.

bab 2 jet impact

Documents