Percobaan 2.4
VENTURI METER
A. Teori Percobaan
Ventur imeter adalah alat yang digunakan untuk
mengukur debit aliran saluran tertutup (aliran pipa bertekanan). Zat cair
mengalir melalaui bagian kontraksi (leher) dari pipa yang mempunyai luas lebih
kecil dari pada pipa utama, sehingga kecepatan zat cair melalui leher lebih
tinggi daripada di dalam pipa. Meningkatnya kecepatan disertai dengan turunnya
tekanan yang besarnya tergantung dari kecepatan aliran, sehingga dengan
mengukur perubahan tekanan debit dapat dihitung.
Setelah melewati
bagian leher, zat cair mengalami perlambatan di dalam pipa yang membesar
(bagian divergen), sehingga tekanan meningkat sedangkan kecepatan menurun.
Dengan menganggap tidak ada gesekan antara zat cair dengan pipa,
persamaan Bernoulli dapat diterapkan antara penampang 1 dan 2 sebagai berikut:
Karena z1 = z2 dan
, persamaan (2.21) dapat disederhanakan menjadi:
Dari persamaan kontinuitas:
, diperoleh
. Subsitusikan hal ini ke persamaan (2.22) kemudian
disederhanakan, diperoleh:
sehingga debit teoritis dapat dihitung dengan persamaan:
Dari persamaan (2.23) jelas bahwa dengan mengetahui diameter pipa dan
mengukur perbedaan tekanan antara penampang 1 dan 2, dapat ditentukan debit
aliran melalui pipa tersebut.
Pada kenyataannya debit aktual lebih kecil dari debit teoritis. Oleh
karena itu, dalam praktek penggunaan venturi meter sebagai alat ukur debit
harus dilakukan kalibrasi. Perbandingan antara debit aktual dan debit teoritis
dikenal sebagai koefisien pengaliran venturi meter (Cd).
Debit aktual dapat dihitung dengan
rumus:
dengan V = volume air yang
tertampung di dalam bak hydraulic
bench
t = waktu yang diperlukan untuk menampung air
dengan volume V.
Selanjutnya koefisien pengaliran Venturi meter dapat ditentukan dengan
persamaan:
B. Maksud Dan
Tujuan Percobaan
- Memahami prinsip persamaan Bernoulli
- Menentukan koefisien pengaliran melalui vebturi
meter
3.
Mengukur debit aliran saluran tertutup (pipa
bertekanan)
C. Alat dan
Bahan yang Digunakan
1. Hydraulic
Bench
2.
Venturimeter dilengkapi dengan tabung-tabung manometer.
3. Stopwatch
4. Thermometer.
D. Prosedur Percobaan
1.
Tempatkan venturi meter di atas hydraulic bench
dan hubungkan slang hydraulic bench dengan venturi meter.
2.
Levelkan skala manometer dengan membuka kedua katup
pengontrol dan katup pengisi yang mengakibatkan air mengalir beberapa detik
untuk menghilangkan gelembung udara dari alat suplai.
3.
Tutup katup pengontrol secara perlahan sehingga alat
akan mendapatkan penambahan tekanan yang teratur, menyebabkan muka air naik di
dalam tabung manometer. Ketika permukaan air naik pada tinggi yang sesuai,
katup benchnya juga menutup perlahan-lahan.
4.
Atur debit aliran melalui venturi meter sesuai petunjuk
Asisten dan baca tinggi tekanan (kedudukan muka air) pada skala manometer.
5.
Ukur debit aktual dengan mengukur volume aliran yang
tertampung di dalam tangki hydraulic bench selama interval waktu tertentu.
6.
Ulangi prosedur diatas untuk beberapa variasi debit
yang ditentukan atau sesuai petunjuk Asisten Praktikum.
E.
Data Percobaan
TABEL PENGAMATAN PENGUJIAN
VENTURI METER
|
No
|
Volume
air
|
Waktu
(detik)
|
Tinggi
Tekanan
|
|||||
|
h (
|
||||||||
|
(
|
t1
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
|
1
|
2500
|
29,49
|
130
|
130
|
115
|
98
|
90
|
65
|
|
2
|
2500
|
29,75
|
155
|
140
|
125
|
120
|
100
|
70
|
|
3
|
4500
|
53,10
|
180
|
170
|
150
|
138
|
122
|
100
|
|
4
|
4500
|
53,38
|
185
|
170
|
155
|
143
|
132
|
110
|
Catatan:
·
D1 = 25,0
·
D2 = 14,6
·
D3 =
12,4
·
D4 =
11,3
·
D5 =
10,6
·
D6 = 10,0
·
Temperatur
air = 30 oC
F.
Keterangan :
V = Volume Air (ℓ/cm3)
A1 = Luas Penampang (cm2)
A2 = Luas Penampang (cm2)
Qa = Debit Aktual (cm3/dtk)
Qt =Debit Teoritis(cm3/dtk)
h1 = Tinggi tekanan pada penampang 1 (mm/cm)
h2 = Tinggi tekanan pada penampang 2 (mm/cm)
Cd = koefisien pengaliran venturi meter
G. Analisa Data
Data 1
Diketahui :
V1 = 2,5
= 2500 cm3
t1 = 29,49 detik
D1 = 25 mm =
2,5 cm
D2 = 14,6 mm = 1,46 cm
h1 = 130 mm = 13 cm
h6 = 65
mm = 6,5 cm
Ditanya: Cd = .........?
Penyelesaian :
Qa =
=
= 84,77 cm3/dtk
A1 = ¼ π D12 = ¼
(3,14)(2,52) = 4,90625 cm2
A2 = ¼ π D22 = ¼
(3,14)(1,462) = 1,673306 cm2
Qt =
= 4.90625
= 4.90625
= 4,90625 (40,97171691)
= 201,02
Cd =
=
= 0,42
Data 2
Diketahui :
V1 = 2,5
= 2500 cm3
t1 = 29,75 detik
D1 = 25 mm =
2,5 cm
D2 = 14,6 mm = 1,46 cm
h1 = 155 mm =15,5 cm
h6 = 70 mm = 7 cm
Ditanya: Cd = .........?
Penyelesaian :
Qa =
=
= 84,033 cm3/dtk
A1 = ¼ π D12 = ¼
(3,14)(2,52) = 4,90625 cm2
A2 = ¼ π D22 = ¼
(3,14)(1,462) = 1,673306 cm2
Qt =
= 4.9062
= 4.90625
= 4,90625 (46,85295079)
= 4,90625 (46,85295079)
= 229,87
cm3/dtk
Cd =
=
= 0,87
Cd =
Data 3
Diketahui :
V1 = 4,5
= 4500 cm3
t1 = 53,1 detik
D1 = 25 mm =
2,5 cm
D2 = 14,6 mm = 1,46 cm
h1 = 180 mm = 18 cm
h6 = 100
mm = 10 cm
Ditanya: Cd = .........?
Penyelesaian :
Qa =
=
= 84,745 cm3/dtk
A1 = ¼ π D12 = ¼
(3,14)(2,52) = 4,90625 cm2
A2 = ¼ π D22 = ¼
(3,14)(1,462) = 1,673306 cm2
Qt =
= 4.9062
= 4.90625
= 4,90625 (45,45403882)
= 4,90625 (45,45403882)
=
223,01 cm3/dtk
Cd =
=
= 0,38
Data 4
Diketahui :
V1 = 4,5
= 4500 cm3
t1 = 53,38 detik
D1 = 25 mm =
2,5 cm
D2 = 14,6 mm = 1,46 cm
h1 = 185 mm = 18,5 cm
h6 = 110
mm = 11 cm
Ditanya: Cd = .........?
Penyelesaian :
Qa =
=
= 84,745cm3/dtk
A1 = ¼ π D12 = ¼
(3,14)(2,52) = 4,90625 cm2
A2 = ¼ π D22 = ¼
(3,14)(1,462) = 1,673306 cm2
Qt =
=
4.9062
= 4.90625
= 4,90625 (44,1068384)
= 4,90625 (44,1068384)
= 215,93 cm3/dtk
Cd =
=
= 0,39
Cd =
Hasil perhitungan di atas, dapat dilihat ringkasnya pada tabel di bawah
ini :
|
No
|
V
|
t
|
Qa
|
h1
|
h6
|
A1
|
A2
|
Qt
|
Cd
|
|
|
(cm3)
|
(det)
|
(cm3/det)
|
(cm)
|
(cm)
|
(cm2)
|
(cm2)
|
cm3/det
|
|||
|
1
|
2500
|
29,45
|
84,77
|
15,5
|
6,5
|
4.90625
|
1,673306
|
201,02
|
0,42
|
|
|
2
|
2500
|
29,75
|
84,03
|
13
|
7
|
4.90625
|
1,673306
|
229,87
|
0,37
|
|
|
3
|
4500
|
53,10
|
|
18
|
10
|
4.90625
|
1,673306
|
223,01
|
0,38
|
|
|
4
|
4500
|
53,38
|
84,30
|
18,5
|
11
|
4.90625
|
1,673306
|
215,93
|
0,39
|
Grafik
hubungan antara Qa dan Cd :
Grafik hubungan antara V dan T :
H. Pembahasan
Hukum Bernoulli menjelaskan tentang konsep dasar
aliran fluida (zat cair
dan gas) bahwa peningkatan kecepatan pada suatu aliran zat cair atau gas, akan
mengakibatkan penurunan tekanan pada zat cair atau gas tersebut. Artinya, akan
terdapat penurunan energi potensial pada aliran fluida
tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan
Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu
aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur
aliran yang sama.
Berdasakan hasil pada
tabel dan grafik, nilai V berpengaruh terhadap Qa dan t, dimana semakin besar V
maka nilai Qa juga semakin besar, dan juga semakin besar V yang
ditentukan maka waktu untuk mengalirkan juga semakin lama sehingga nilai V dan
t berbanding lurus.
H. Kesimpulan dan Saran
a. Kesimpulan:
1. Berdasakan hasil pada tabel dan grafik, nilai Qa terhadap
Cd berbanding lurus, dimana Qa semakin besar maka nilai Cd juga semakin besar
begitupun sebaliknya.
2.
Naik turunnya Qa
(debit aktual) dan koefisien pengaliran (Cd) menyebabkan terjadinya parabola pada
grafik.
3.
Semakin besar volume yang ditentukan maka waktu
untuk mengalirkan juga semakin lama sehingga nilai V dan t berbanding lurus.
Hal ini dikarenakan saat melewati bagian leher, zat cair mengalami perlambatan
di dalam pipa.
b.
Saran:
1. Kepada para peserta praktikan dalam
pengambilan data harus teliti dan hati- hati agar data dan hasil yang diperoleh juga lebih akurat.
2. Diharapkan agar alat – alat yang
sudah ada,dijaga dan dirawat sebaik mungkin agar pemakaiannya bisa lebih lama
lagi kedepannya.
3.
Fasilitas labolatorium yang kurang di lengkapi dan yang sudah
ada dijaga. Seperti halnya AC yang rusak
mohon segera di ganti.
Gambar dan foto alat :
|
Venturi Meter,
Hydraulic Bench, & Tabung Manometer
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Thermometer
|
|
Stopwatch
|
0 komentar:
Posting Komentar