Laporan Praktikum Persamaan Bernoulli

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA

PERSAMAAN BERNOULLI

Oleh: Hildha Aryani A1C0100!

KEMENTERIAN RISET" TEKNOLO#I DAN PENDIDIKAN TIN##I UNI$ERSITAS %ENDERAL SOEDIRMAN FAKULTAS FAKULTAS PERTANIAN PUR&OKERTO !01'

The world’s largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.









I( PENDAHULUAN

A( La)ar Bela*an+

Dalam kehidupan sehari-hari, banyak peralatan yang berhubungan dengan flui fluida da meng menggu guna naka kan n prin prinsi sip p Bern Bernou oull lli. i. Kons Konsta tant ntaa inte integr grasi asi (yan (yang g diseb disebut ut konstantan Bernoulli) pada umumnya berubah dari satu garis aliran lainnya tetapi kons konsta tan n sepa sepanj njan ang g suat suatu u gari gariss alira aliran n dalam dalam aliran aliran steady, steady, tanp tanpaa gese geseka kan n tak mampu mampat. Kerja aliran adalah kerja bersih yang dilakukan oleh elemen fluida fluida terhada terhadap p lingku lingkunga ngan n selagi selagi fluida fluida tersebu tersebutt mengal mengalir ir.. Sebaga Sebagaii contoh contoh bayangan sebuah turbin yang terdiri dari satu satuan bersudut yang berputar bila fluida fluida mengali mengalirr melalu melaluiny inyaa dengan dengan melaku melakukan kan torsi torsi pada pada porosny porosnya. a. ntuk ntuk perputaran yang kecil, jatuh tekanan melintasi sebuah sudut kali luas sudut yang terkena tekanan gaya yang terhadap rotor, bila dikalikan dengan jarak dari titik pusat daya ke sumbu rotor maka diperoleh torsi. Kerja elemental yang dilakukan oleh !"# ds oleh !"# ds satuan fluida yang mengalir, oleh karena itu kerja per massa satuan ialah ial ah p$! (%im #sisten, &'). *ersamaan Bernoulli pada dua titik pada suatu garis aliran adalah sebagai berikut+ 2

1 V 1 2g

2

2 p 1 V 2 + + Z 1= γ 2g

2

1 −V 2 2 p 1 − p 2 V 1 + Z 1− Z 2 + γ 2g

2

=0

+

p 2 + Z 2 ... persamaan  γ









*ersamaan ini menujukan baha sebenarnya beda energi potensial, energi aliran dan energi kinetik yang mempunyai arti ndalam persamaan tersebut. adi   dan & tidak bergantung pada datum ketinggian tertentu, karena merupakan beda kedua titik tersebut. Demikian pula !$ λ - !&$ λ ialah beda tinggi tekanan yang dinyatakan dalam satuan panjang fluida yang mengalir dan titik diubah oleh datum tekanan tertentu yang terpilih. Karena siku-siku kecepatan tidak linier maka datumnya tertentu. *ersamaan asumsi- asumsi yang mendasar persamaan Bernoulli  + . Bila Bila semua semua garis garis aliran aliran bera berasal sal dari sebuah sebuah rese/ rese/oi oir, r, diman dimanaa kada kadar r energinya sama maka konstanta intergrasinya tidak berubah dari suatu garis garis alira aliran n ke gari gariss alira aliran n lainn lainnya ya.. %itik itik satu satu dan dan titik titik dua dua untu untuk k menerapkan persamaan Bernoulli dapat dipilih sembarang yakni tidak perlu pada garis yang sama. &. Dalam aliran aliran suatu suatu gas, gas, seperti seperti dalam sistem /entila /entilasi si dimana dimana perubahan perubahan tekanan hanya merupakan bagian kecil (beberapa persen) dari tekanan mutlak, mutlak, maka gas tersebut tersebut dapat dianggap dianggap tidak mampu mampat, dapat digunakan persamaan  dengan berat jenis rata-rata 0. 1. ntu ntuk k alir aliran an tid tidak ak steady steady (tak (tak tetap) dengan perubahan kondisi-kondisi yang yang terjadi terjadi secara secara berang berangsur sur-an -angsu gsur, r, misaln misalnya ya pengos pengoson ongan gan suatu suatu rese/oir, maka dapat diterapkan persamaan Bernoulli tanpa kesalahan berarti.









2. *ers *ersam amaan aan Bern Bernou oull llii berm berman anfaa faatt dalam dalam anali analisi siss meng mengen enai ai aalaal-a aal al fluida nyata dengan pertama-tama mengabaikan gesekan /iskos guna memperoleh hasil teoritik. Kemudian persamaan yang diperoleh dapat dimodifikasi dalam suatu koefisien yang ditentukan dengan eksperimen, guna mengoreksi persamaan teoritik tersebut agar sesuai aal fisik yang sebenarnya. Dari persamaan kontinuitas (persamaan ) diperoleh persamaan berikut + π 3 4 # . 5 4 #& . 5& 4 16 5 4

π 36

5&

Dengan+ 3 4 debit (m1$s) # 4 luas penampang pipa (m &) 5 4 kecepatan aliran air (m$s)

B( T,-,an

6enentukan tekanan dan kecepatan aliran pada pipa yang tidak merata.









II( TIN%AUAN PUSTAKA

*rin *rinsi sip p Bern Bernou oulli lli adala adalah h sebua sebuah h istila istilah h dalam dalam mekan mekanik ikaa fluid fluidaa yang yang menyatakan baha pada suatu aliran fluida, peningkatan kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut (Sugesti, &'1). *ersamaan 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 (6unson, B. et al, &''2). *ada a7as Bernoulli berlaku hubungan antara tekanan (*), kecepatan alir (/), dan tinggi tinggi tempat tempat (h) dalam satu garis lurus. lurus. Sehingga Sehingga a7as Bernou Bernoulli lli dapat dapat didefinisikan yaitu tekanan fluida di tempat yang kecepatannya tinggi lebih kecil dari dari pada pada di tempa tempatt yang yang kece kecepat patan anny nyaa lebi lebih h rend rendah ah.. adi adi semaki semakin n besar besar kecepatan kecepatan fluida dalam suatu pipa maka tekanannya tekanannya makin kecil dan sebaliknya sebaliknya makin kecil kecepatan fluida dalam suatu pipa maka semakin besar tekanannya (8irdaus, &')..









III( METODOLO#I

A( Ala) dan Bahan

. *ipa  inci &. *ipa 1 inci 1. #lat tulis 2. Stopwatch 9. *enggaris

B( Pr./ed,r Ker-a

. Siapka Siapkan n alirean alirean terbuka terbuka (pad (padaa sungai sungai). ). &. kur kur diame diameter ter pipa pipa  inci inci dan dan pipa pipa 1 inci. inci. 1. %utup %utup pipa pipa bagian bagian keluarnya keluarnya air dengan dengan tangan tangan lalu lalu masukan masukan kedalam kedalam air bersamaan dengan menghidupkan stopwatch menghidupkan stopwatch.. 2. 6atikan stopwatch tepat stopwatch tepat saat air yang masuk menyentuh telapak tangan. 9. :atat aktu aktu nya nya dan ukur ukur ketingg ketinggian ian air menggu menggunakan nakan penggaris penggaris lalu lalu hitung dengan menggunakan persamaan Bernoulli.











I$( HASIL DAN PEMBAHASAN

A( Ha/il

*ercobaan ;

d

4 <,< cm

4 <,< . ' -& m

d&

4 1, cm

4 1, . ' -& m

=

4 1<,9 1<,9 cm 4 1<,9 1<,9 . '-& m

=&

4 19,9 19,9 cm 4 19,9 19,9 . '-& m

>

4 ?,9 cm

4 ?,9 . ' -& m

>&

4 @ cm

4 @ . '-& m

t

4,@ s

6encari t& dan t









4 ,@ A ',1 4 ,&? s 6enentukan luas penampang pipa (#) 1

#

4

4

2

π

d1

1

4

4

. 1,2 (<,< . ' -&)&

1

4

4

. 1,&2 . ??,22 . ' -2

4 ',?@' . ' -2 m& 1

#&

4

4

2

π d2

1

4

4

. 1,2 (1, . ' -&)&

1

4

4

. 1,2 . @, . ' -2

4 ?,922 . ' -2 m& 6enentukan kecepatan aliran (5) L









4 1',19 . ' -& m$s L2 5&

4

t 2 −2

35,5 . 10

4

0,67

4 9,12@ . ' -& m$s 6enentukan Debit #liran (3) 3

4 #. 5

3 4 # . 5 4 ',?@' . ' -2 . 1',19 . ' -& 4 ,<21 . ' -1 m1$s 3& 4 #& . 5& 4 ?,922 . ' -2 . 9,12@ . ' -& 4 ',2&9 . ' -1 m1$s 6enentukan rata-rata debit aliran Q 1 +Q 2

3 rata-rata

4

2

−3

1,843 . 10

4

+0,425 . 10−3 2









∆ H

4 >& A >

4 @ . ' -& A ?,9 . ' -& 4 ,9 . ' -& m 6encari konstanta Bernoulli

| | 2

|∆ H |

K4

2

v 1− v 2



2g

30,315 . 10

4

|1,5 . 10 |

4

|1,5 . 10 |

( ¿ ¿ −2)2−( 56,349 . 10−2 )2

−2

−2





2 . 9,8

¿ ¿

|

4 ,9 . ' -&  ,9 . ' -& 4 &,9 . ' -& m *ercobaan ;;

−4

918,999 . 10

−3175,210 . 10−4

19,6

|









=&

4 1<,9 1<,9 cm 4 1<,9 1<,9 . '-& m

>

4 2,9 cm

4 2,9 . ' -& m

>&

4 ?,1 cm

4 ?,1 . ' -& m

t

4 ,9 s

6encari t& dan t 1

t&

4

3

t

1

4

3

. ,9

4 &,? s t

4 t A t& 4 ,9 A &,? 4 2,111 s

6enentukan luas penampang pipa (#) 1

#

4

4

π

2

d1

1

4

4

1

. 1,2 (1, . ' -&)&











1

4

. 1,2 (<,< . ' -&)&

4

1

4

. 1,&2 . ??,22 . ' -2

4

4 ',?@' . ' -2 m& 6enentukan kecepatan aliran (/)

5

L 4 t L1

5

4

t 1 −2

35,5 . 10

4

4,333

4 <,@1 . ' -& m$s L2 5

4









4 ',?@' . ' -2. ?,?2&. ' -& 4 ,'?< . ' -1 m1$s 6enentukan rata-rata debit aliran Q 1 +Q 2

3 rata-rata

4

2

−3

0,618 . 10

4

+ 1,078 . 10−3 2

−3

1,696 . 10

4

2

4 ',<2< . ' -1 m1$s 6encari selisih ketinggian fluida ( ∆ H

4 >& A >

4 ?,1 . ' -& A 2,9 . ' -&

∆ H ¿









4

2,8

. '-&  ',& . ' -&

4 &,@& . ' -& m









$( PENUTUP

A( Ke/i,lan

Dalam Dalam prakti praktikum kum kali ini dijela dijelaskan skan cara menghi menghitun tung g kecepat kecepatan an serta serta konstanta konstanta Bernoulli. Bernoulli. ntuk mencari kecepatan, kecepatan, harus ada data berupa aktu dan luas penampang. Kemudian hitung dengan cara membagi luas penampang dengan akt aktu. u. ntu ntuk k meng menghi hitu tung ng kons konstan tanta ta Bern Bernou oull lli, i, maka maka perl perlu u menca mencari ri data data

ketinggian > dan >&. Kemudian menghitunng selisih > sehingga didapat

∆ H .

Selanjutnya menguadratkan 5  dan 5& lalu hitung selisihnya. >asilnya dibagi dua ∆ H . >asilnya adalah konstanta

kali gra/itasi. Kemudian ditambahkan dengan

Bernoulli. #tau lebih jelasnya menggunakan persamaan berikut+

| | 2

|∆ H |

2

v 1− v 2



















DAFTAR PUSTAKA

8irdaus, 6. &'. C*embuatan %eknologi *enyiram %anaman Sederhana (ater Streamer) Streamer) dengan *enerapan *rinsip 8luidaE. 8luidaE. Karya Tulis Tulis.. 8akultas 6;*#. ni/ersitas =ambung 6angkurat. Khamdani, 8. &'1. Eksperimental &'1. Eksperimental Aliran Campuran Air-Crude Oil yang Melalui Pipa Pengecilan Mendadak ori!ontal "erpenampang #ingkaran . ni/ersitas Sumatera tara. 6uns 6unson on,, B. et al$ al$ &'' &''2. Mekanika %luida. %luida. ilid ilid ;. Fdis Fdisii Keem Keempa pat. t. akart akarta+ a+ Frlangga. Sugesti, 6. &'1. &umus &'1. &umus #engkap %isika. %isika. akarta+ Kunci Komuikasi.

Laporan Praktikum Persamaan Bernoulli

Recommend Documents