LAPORAN PRAKTIKUM 1

LAPORAN PRAKTIKUM Mekanika Fluida I TL - 1201 Hydraulic Bench Praktikum 1 Shift Selasa Pagi (08.00-09.00)  Nam  Namaa Kel Kelom ompo pok k : 1. Astr Astrid id Wiya Wiyant ntii (153 (15307 0707 071) 1) 2. Adhiet Bayu W (15307074) 3. Mitha Pratiwi (15307075) ( 15307075) 4. Sonya Christania (15307078 5. Stisya Iadha Sugma (15307082) Kelompok

: 8B 8B

Hari Hari/T /Tgl gl/W /Wak aktu tu

: Sela Selasa sa,, 16 16 Sep Septe temb mber er 2008 2008

Tang Tangga gall Lapo Laporan ran : 23 Sept Septem embe berr 2008 2008 Asisten

:

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008 I. TUJUAN

1. Memperkenalkan dan memahami prinsip dan cara kerja Hydraulic Bench. 2. Mengukur debit aktual aliran fluida dengan menggunakan prinsip kerja Hydraulic Bench. 3. Memahami faktor-faktor yang dapat mempengaruhi debit air dengan menggunakan Hydraulic Bench.

II. PRINSIP DASAR  Mekanisme yang digunakan pada alat hydraulic bench ini adalah prinsip tuas keseimbangan. Perhitungan debit aktual berdasarkan perbandingan antara massa air  dan volume air. Massa air dianggap sama dengan tiga kali massa beban yang digunakan. Perbandingan ini didapatkan dari perbandingan antara lengan pada Hydraulic Bench yang diletakkan beban (1 panjang lengan) dengan lengan keseluruhan (3 panjang lengan).

III. TEORI DASAR  Hydraulic Bench digunakan untuk memudahkan perhitungan debit air yang melalui suatu alat percobaan pada suatu percobaan sederhana dalam mekanika fluida. Hydraulic Bench yang digunakan dalam percobaan ini adalah Hydraulic Bench Hl Mklll.

Air disuplai dari pompa melalui selang penghubung menuju katup valve. Suplai air diatur dengan mengatur besar kacil bukaan katup B. Air kemudian masuk  ke dalam alat percobaan dan kemudian keluar melaui corong dan terus ke pipa. Air 

tersebut masuk ke dalam bak penimbang air. Bak penampung ini ditahan dengan bak   penimbang. Pada ujung balok lainnya terdapat pemberat yang digantung. Pada saat  bak penampung kosong, maka berat bak sama dengan pemberat.

Hydraulic Bench dalam bentuk yang lain:

Rumus-rumus yang digunakan dalam percobaan ini yaitu: Mair  = ρ air x Volume air  Volume air = Q aktual x t rata-rata

IV. DATA DAN PERHITUNGAN Tabel data Tair  (oC) (kg/m )

m beban (kg)

996,32 996,32 996,32 996,32 996,32

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

ρ

Variasi 1 2 3 4 5

awal

akhir  

24 24 24 24 24

24 24 24 24 24

Ratarata 24 24 24 24 24

air  3

t (s) 1

2

3

14,21 19,26 15,26 14,23 16,79

13,97 19,37 14,49 14,24 16,89

13,82 19,83 14,95 14,14 16,88

y(x) = 0.000x3 – 0,012x 2 + 0,143x + 999,8 y(24) ≈ 996,32 • • •

= mV  V=mρ Vair=mρ  Vair=7,5996,32 Q=Vtrata-rata

ρ

Tabel Hasil Variasi 1 2 3

mair  (kg) 7,5 7,5 7,5

trata-rata (s) 14 19,48667 14,9



Vair=0,007528 m3

Qaktual (m3/s) 0,000538 0,000386 0,000505

4 5 I.

7,5 7,5

14,20333 16,85333

0,00053 0,000447

ANALISIS 1. Pada percobaan Hydraulic Bench ini perlu diperhatikan bahwa perbandingan massa air dengan massa beban adalah massa air = 3x massa beban. Perbandingan ini didapatkan dari perbandingan antara panjang lengan yang diletakkan beban dengan  panjang lengan keseluruhan. Seperti terlihat pada gambar : Mis : LB : LA = 1 : 3 Maka :

=

Sehingga

M  B

 L A

M  A

 L B

MB = 3 MA

Dari persamaan di atas didapatkan bahwa panjang lengan dengan massa beban   berbanding terbalik. Semakin panjang lengan maka beban yang dibutuhkan semakin kecil dan semakin pendek lengan, beban yang dibutuhkan untuk  mencapai keseimbangan, semakin besar. Oleh karena itu untuk mencapai keseimbangan pada hydraulic bench, beban yang diletakkan pada lengan beban yang pendek harus semakin besar yaitu sebesar tiga kali lebih besar dibandingkan massa air yang terdapat pada lengan yang lebih panjang. 2. Harga rapat massa (

) dipengaruhi atau tergantung pada suhu (T) saat percobaan  ρ 

terhadap suatu fluida dilakukan. Ini berkaitan dengan sifat zat (molekul zat). Pada umumnya molekul zat akan merapat atau mengecil kereganganya (jarak antar  molekul berdekatan/rapat) jika dalam keadaan suhu yang rendah, tetapi molekul zat tersebut akan merenggang/tidak rapat (jarak antar molekul berjauhan) jika dalam keadaan suhu yang tinggi. Dengan demikian nilai kerapatan massa suatu fluida   berbanding terbalik dengan keadaan suhu saat dilakukannya pengamatan pada fluida tersebut. Oleh sebab itulah, suatu nilai rapat massa suatu jenis fluida akan  berbeda-beda untuk masing-masing nilai suhu yang berbeda-beda pula. Pada grafik  hubungan nilai rapat massa dengan suhu digunakan regresi polinomial derajat tiga untuk

mendapatkan

persamaan

yang lebih

akurat

dibandingkan

dengan

menggunakan regresi linier. 3. Pada penggunaan hydraulic bench ini pastilah tidak tidak lepas dari kesalahan   pengukuran misalnya saat mengukur waktu yang dibutuhkan (ketelitian saat  penggunaan stopwatch) sehingga diperlukan beberapa kali pengukuran waktu pada

satu variasi debit yang sama yaitu sebanyak tiga kali. Diharapkan dengan tiga kali   pengukuran waktu dan mendapatkan waktu rata-rata dari ketiga pengukuran tersebut (yang nantinya baru akan digunakan dalam menghitung debit), hasil yang diperoleh dapat lebih akurat dibandingkan hanya dengan melakukan satu kali  pengukuran waktu. 4. Nilai debit pada data perhitungan merupakan nilai debit fluida yang keluar dari valve yang diputar pada setiap variasi debit yang berbeda. Dengan demikian hasil nilai debit yang keluar dari valve akan berbeda-beda tergantung banyaknya putaran dari valve tersebut. Pada massa beban yang konstan sehingga volume air yang diperoleh pun bernilai sama pada setiap variasi debitnya menunujukkan nilai debit fluida yang keluar berbanding terbalik dengan waktu yang dibutuhkan untuk  terjadinya keseimbangan antara lengan yang diberikan beban dengan lengan hydraulic bench keseluruhan. Semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk  terjadinya keseimbangan pada hydraulic bench menunjukkan debit fluida yang keluar semakin kecil begitupun sebaliknya semakin cepat waktu yang dibutuhkan hydraulic bench mencapai keseimbangannya maka semakin besar atau kencang debit yang keluar. Sesuai dengan persamaan Q=Vtrata-rata akan terlihat bahwa nilai debit berbanding terbalik dengan nilai rata-rata waktu. II. APLIKASI BIDANG TL 1. Hydraulic Bench merupakan alat untuk skala laboratorium. Hidraulic bench  biasanya digunakan sebagai alat pengukur debit sederhana. Biasanya dihubungkan langsung ke alat-alat fluida lainnya seperti venturi meter, orificemeter, rotameter, dll. Untuk pengukuran kecepatan maupun debit secara teoritis. 2. Dalam dunia teknik lingkungan khususnya pengolahan limbah, Hidraulic Bench merupakan alat pembanding seberapa telitinya debit limbah yang dialirkan dari suatu aliran secara aktual bila dibandingkan dengan hasil perhitungan secara teoritis. Jadi, Hydraulic bench mendasari seberapa akuratnya antara yang ditemui di lapangan dengan hasil yang kita perhitungkan secara teoritis atau dapat dikatakan juga alat penguji yang sederhana. 3. Hydraulic Bench juga dapat digunakan dalam mendesain alat ukur debit PDAM agar dapat diketahui debit maksimum dan minimumnya dan dengan begitu dapat diketahui berapa banyak pasokan yang digunakan konsumen agar dapat memenuhi kebutuhan sehari-hari. Hydraulic bench ini digunakan pada reservoir.

I.

KESIMPULAN 1. Hydraulic bench merupakan alat sederhana yang digunakan untuk menghitung debit secara aktual (pasti) dengan menggunakan sistem kesetimbangan / torsi di saluaran teruka dengan perbandingan berat air di tanki = 3 x berat beban yang diletakkan. 2. Untuk mendapatkan debit aktual (Qaktual ) dengan membandingkan Volume dengan

waktu rata-rata, Qaktual =

, dan Volume diperoleh dari, V =

.

V 

Mair 

t 

 ρ air 

3. Temperatur secara tidak

langsung mempengaruhi besarnya debit

hubungannya terhadap massa jenis (

) sehingga harus diselesaikan dengan data  ρ 

atau diregresikan secara polynomial tingkat 3 terlebih dahulu. II. DAFTAR PUSTAKA Giles, Ranald V. 1977.

Mekanila Fluida dan Hidraulika .

Guildford: Erlangga.

Victor, Stereten L. 1996. Fluid Mechanics . USA: Mc Graw Hill Book Co. www.armfield.co.uk  www.tecquip.com

karena