praktikum kerugian gesek
DESCRIPTION
laporan praktikum, resume, report,TRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIK MEKANIKA FLUIDA
KERUGIAN GESEK PIPA LURUS DIAMETER TETAP
Disusun Oleh :
Ahmad Irfan
11504241022
PENDIDIKAN TEKNIK OTOMOTIF
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
2012
KERUGIAN GESEK PIPA LURUS DIAMETER TETAP
A. TUJUAN
Setelah melakukan praktikum ini diharapkan mahasiswa dapat :
1. Menggambarkan hubungan antara debit air yang mengalir melalui pipa
lurus yang berdiameter tetap dengan penurunan akibat kerugian gesek
yang dialami air selama pengaliran.
2. Menganalisa kesalahan dan penyimpangan yang terjadi selama percobaan.
B. DASAR TEORI
Gambar praktikum :
Cairan yang melalui sebuah pipa – pipa maka akan mengalami penerunan
tekan hal ini disebabkan oleh adanya gesekan pada pipa. Untuk mencari besarnya
gesekan dalam pipa dengan rumus :
< 2000
> 2000
Dimana :
V = Kecepatan aliran ( m2 ) d = Diameter pipa ( m )
v = Kekentalan kinematik ( m2/s ) L = Panjang pipa ( m )
f = Koefisien gesek Re = Bilangan Reynolds
LLLLL
h’
h2
h1
V1 V2
Tabel kekentalan kinematik untuk air :
Suhu ( 0 C ) 4,4 10,0 15,6 21,1 26,7 32,2 37,8 43,3 48,9 65,6
v.......x 10 -6
( m2 / dt )
1,550 1,311 1,130 0,984 0,864 0,767 0,687 0,620 0,567 0,441
Jenis-jenis Kerugian gesek yang dialami aliran fluida
Kerugian Tinggi Tekan (Head Loss)
Head loss (hL) merupakan suatu kerugian yang dialami aliran fluida
selama bersikulasi di mana kerugian itu tergantung pada geometri penampang
saluran dan parameter parameter fluida serta aliran itu sendiri.
Kerugian tinggi tekan (head loss) dapat dibedakan atas: kerugian gesekan
dalam pipa (major losses) dan kerugian pada perubahan geometri (minor losses).
a. Kerugian Gesekan Dalam Pipa atau Mayor Losses
Kerugian gesekan dalam pipa atau mayor losses merupakan kerugian
yang disebabkan oleh gesekan aliran dengan pipa sepanjang lintasan.
Kerugian gesekan Untuk perhitungan aliran didalam pipa pada umumnya
dipakai persamaan DarcyWeisbach
Dengan : hL = adalah kerugian gesekan dalam pipa (m).
λ = adalah koefisien gesek.
L = adalah Jarak pressure tube (m).
D = adalah diameter pipa (m).
V = adalah kecepatan aliran fluida air (m/s).
g = adalah percepatan gravitasi (m/s2).
b.Perubahan Geometri (minor losses)
Merupakan kerugian yang akan terjadi apabila ukuran pipa, bentuk
penampang atau arah aliran berubah.
Secara umum kerugian ini dapat dihitung dengan persamaan berikut:
Dengan :
hL = adalah kerugian pada perubahan geometri (m).
λ, f = adalah koefisien gesek.
V = adalah kecepatan aliran fluida air (m/s).
g = adalah percepatan gravitasi (m/s2).
Koefisien Gesek (λ)
Koefisien gesek dipengaruhi oleh kecepatan, karena distribusi kecepatan
pada aliran laminar dan aliran turbulen berbeda, maka penurunan koefisien gesek
ini akan diturunkan secara berbeda pula untuk masing-masing jenis aliran.
Untuk rumus koefisien geseknya adalah
Jadi, untuk aliran laminer di semua pipa untuk semua fluida, harga f adalah
f=64/Re
Dengan :
f = λ = koefisien gesek.
Re = bilangan Reynolds number
Bilangan Reynolds(Re)
Bilangan Reynolds merupakan bilangan tak berdimensi yang dapat
membedakan suatu aliran dinamakan laminer, trasnsisi atau turbulen.
< 2000
< 2000
C. DATA PENGAMATAN
Percobaan Pengamatan
Ke L ( cm) d ( cm ) v( ml ) t ( s ) Q ( ml/s )
hf ( cm )
rata-rata
1 300 11,91 25,1
2 20 0,7 400 17,49 22,87 2,10
3 500 22,34 22,38
Rata – rata 23,45
1 300 11,96 25,08
2 21 0,7 400 16,44 24,33 3,00
3 500 21,41 23,35
Rata – rata 24,32
1 300 11,50 26,08
2 23 0,7 400 15,55 25,72 4,00
3 500 20,15 24,81
Rata – rata 25,53
D. ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Percobaaan I ( d = 0,7 cm ) :
*) A =
=
= 0,38 cm2
*) V =
=
= 61,7 cm/s
*) Re =
=
= 4998,84
*) f =
=
= 0,037
*) hf = f .
= 0,037 .
= 2,05 cm
*) %hf =
=
= 2,43%
Percobaan Perhitungan
Ke Re f hf %hf
1
2 4998,84 0,037 2,05 2,43%
3
1
2 5185,18 0,037 2,31 2,98%
3
1
2 5436,34 0,037 2,78 4,38%
3
*)Untuk Percobaan yang lain urutan pengerjaannya sama dengan yang atas
dan hasilnya seperti yang ada diatas .
Pembahasan secara teori
Berdasarkan hasil percobaan didapatkan bahwa untuk percobaan
pertama,kedua dan ketiga besarnya hf memiliki harga yang berbeda-beda
untuk percobaan pertama harga hf adalah 2,05 cm ,percobaan kedua 2,31
cm dan ketiga 2,78 cm,untuk percobaan yang ketiga besarnya hf memiliki
besar yang paling tinggi dibanding yang lainnya,hal ini dipengaruhi oleh
beberapa hal diantaranya adalah panjang pipa dan juga distribusi
kecepatan aliran kecepatan aliran.
Untuk fluida yang memiliki bilangan Reynolds besar, fluida tersebut
mengalami prosentase kerugian gesek yang besar juga.
Semakin panjang pipa yang dilewati oleh fluida,maka prosentase kerugian
gesek juga semakin besar.Hal ini didasarkan pada volume air yang
dihasilkan lebih sedikit dibandingkan dengan volume air pada pipa yang
memilii panjang lebih kecil.
Koefisien gesek yang terjadi dipengaruhi oleh kecepatan, karena distribusi
kecepatan pada masing-masing pipa berbeda, maka penurunan koefisien
gesek ini akan diturunkan secara berbeda pula untuk masing-masing jenis
aliran.Hal ini berbanding lurus dengan semakin banyaknya volume air
yang mengalir,maka kecepatan alirannya juga semakin lama dan ini
berdampak pada semakin besarnya koofisien gesek yang terjadi,dan
tentunya menimbulkan kerugian gesek yang besar.
Dengan dinaikannya laju aliran, maka naiklah bilangan reynold, karena
konstan dan V berbanding lurus dengan laju aliran.
Semakin besar volume tersebut maka waktu mengalirnya fluida dalam
pipa saluran akan semakin cepat, begitu pula sebaliknya. Semakin kecil
debit aliran yang mengalir pada pipa maka volume yang ditampung akan
semakin kecil sehingga waktu yang dibutuhkan untuk fluida tersebut
mengalir semakin lambat
E. KESIMPULAN
1. Dari praktikum yang telah dilakukan oleh kelompok kami, dapat
disimpulkan bahwa :
Adanya ketidaksesuaian antara harga hf pecobaan dan hf
perhitungan disebabkan karena pengukuran debit air yang kurang akurat,
pembacaan angka pada skala ketinggian kurang teliti, kesalahan pada alat
percobaan dan alat yang tidak dikalibrasi sebelum digunakan.
2. Grafik Hubungan antara hf dan Q
Grafik Hubungan Antara hf dan Q
0
5
10
15
20
25
0 10 20 30 40 50 60
----> hf (cm)
----
> Q
(cc/s
)
Grafik tersebut tidak dapat digunakan sebagai pedoman
pengukuran harga Q sembarang karena adanya penyimpangan harga hf
hasil percobaan dan hf perhitungan yang cukup besar.
3. Semakin besar diameter pipa maka semakin besar pula gesekan yang
terjadi didalam pipa. Adanya kerugian gesek tersebut mengakibatkan
terjadinya penurunan tekanan air dalam pipa tersebut.
4. Cairan yang melalui sebuah pipa – pipa maka akan mengalami penerunan
tekan hal ini disebabkan oleh adanya gesekan pada pipa
5. Semakin panjang pipa yang dilewati oleh fluida,maka prosentase kerugian
gesek juga semakin besar
6. Untuk fluida yang memiliki bilangan Reynolds besar, fluida tersebut
mengalami prosentase kerugian gesek yang besar juga.
7. Kerugian gesekan dalam pipa atau mayor losses merupakan kerugian yang
disebabkan oleh gesekan aliran dengan pipa sepanjang lintasan.