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.