Laporan Tetap Praktikum Teknik Mesin Konversi Energi

Laporan Tetap Praktikum Teknik Mesin Konversi Energi Anemometer

DISUSUN OLEH : KELOMPOK 3 1

Afriansyah

0613 4041 1502

2

Agus riv’ai anwar

0613 4041 1503

3

Aulia purqan

0613 4041 1506

4

Karina thohirah

0613 4041 1513

5

Khoirun naimah

0613 4041 1514

6

Lidya lorenza

0613 4041 1515

7

Lusiana apridayani

0613 4041 1516

8

Novita sari

0613 4041 1517

9

Reda ayu lestari

0613 4041 1519

10 Syamsu tajri noza hibatullah

0613 4041 1520

11 Tri sutrisno

0613 4041 1521

12 Yosua Ferian Olga

0613 4041 1524

KELAS : 5.Eg.A DOSEN PEMBIMBING :

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA JURUSAN TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI 2015 I.

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Angin adalah aliran udara yang terjadi diatas permukaan bumi, yang disebabkan oleh perbedaan tekanan udara pada dua arah yang berdekatan. Perbedaan tekanan ini disebabkan oleh suhu udara sebagai akibat perbadaan pemanasan permukaan bumi oleh matahari. Semakin besar tekanan udara maka semakin kencang pula angin yang akan ditimbulkan. Angin lokal contohnya terjadi karena adanya perbedaan tekanan udara di dua tempat yang berdekatan seperti di laut dan di darat. Ada 3 hal yang penting menyangkut sifat angin yaitu : kekuatan angin, arah angin, dan kecepatan angin. Tekanan udara dipermukaan bumi diakibatkan oleh lapisan udara yang berada pada atmosfer bumi. Semakin bertambah ketinggian suatu tempat, maka makin rendah tekanan udara. Lapisan udara pada permukaan bumi memberikan tekanan sebesar 1033,3 gram/cm 2. Ini berarti pada saerah seluas 1 cm2 udara memberikan tekanan sebesar 1033 gram. Tekanan udara pada permukaan bumi oleh lapisan atmosfer adalah sebesar 1 atmosfer. Tekanan udara sebesar 1 atmosfer ini sama dengan 76 cm Hg, didalam metereologi, satuan udara yang dipakai adalah Bar. Faktor pendorong bergeraknya massa udara adalah perbedaan tekanan udara antara satu tempat dengan tempat yang lain. Angin selalu bertiup dari tempat dengan udara tekanan tinggi ke tempat yang tekanan udaranya lebih rendah. Jika tidak ada gaya lain yang mempengaruhi, maka angin akan bergerak secara langsung dari udara bertekanan tinggi ke udara bertekanan rendah. Akan tetapi, perputaran bumi pada sumbunya akan menimbulkan gaya yang akan mempengaruhi arah pergerakan angin. Perbedaan tekanan udara menimbulkan aliran udara. Udara yang mengalir disebut angin. Udara mengalir dari daerah yang bertekanan tinggi ke daerah yang bertekanan rendah. Untuk menyatakan arah angin ditentukan dengan derajat = 0 0 atau 360 0 berarti arah utara, 90 0

arah timur, 180 0 arah selatan, dan 270 0 arah barat. Angin dibedakan dalam beberapa bagian, yaitu :

a)

Sirkulasi angin di bumi

1.

Angin pasat

2.

Angin Barat dan Angin Timur

b)

Angin Muson Angin muson terjadi karena perbedaan tekanan udara antara daratan dengan samudra.

Angin muson dibagi 2, yaitu :

1.

Angin Muson Timur

2.

Angin Muson Barat

c)

Angin siklon dan Anti siklon

d)

Angin lokal Angin lokal dibagi menjadi 2, yaitu :

1.

Angin Darat

2.

Angin Laut

3.

Angin Lembah

4.

Angin Gunung Angin dapat bergerak secara horizontal maupun secara vertikal dengan kecepatan

yang bervariasi dan berfluktuasi secara dinamis. Faktor pendorong bergeraknya massa udara adalah perbedaan tekanan udara antara satu tempat dengan tempat yang lain. Angin selalu bertiup dari tempat dengan tekanan udara tinggi ke yang tekanan udara lebih rendah. Jika tidak ada gaya lain yang mempengaruhi, maka angin akan bergerak secara langsung dari udara bertekanan tinggi ke udara bertekanan rendah. Akibat cepatnya gerakan menuruni lereng, angin menjadi pasang sehingga angin fohn memiliki sifat menurun, kering, dan panas. B. Tujuan Mengetahui kecepatan dan arah angin pada suatu wilayah tertentu dengan menggunakan alat pengukur kecepatan angin yaitu anemometer.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Hukum gerak menyatakan bahwa sebuah benda yang dalam keadaan diam akan bergerak akan tetap bertahan pada keadaannya. Kecuali ada gaya dari luar yang bekerja terhadap benda tersebut, Oleh karena itunya udara yang tenang akan kembali menjadi (angin) bila ada gaya yang bekerja diatmosfer yang menyebabkan terjadinya keadaan tidak seimbang (Handoko,1999). Angin yang tidak menguntungkan bagi pertanian adalah angin fohn, karena dapat melayukan tanaman. Angin fohn terjadi karena udara yang mengandung uap air membentur

pengunungan atau gunung yang tinggi, sehingga naik. Makin ke atas, suhu makin dingin dan terjadilah kondensasi yang selanjutnya terbentuk titik-titik air. Titik-titik air itu kemudian jatuh sebagai hujan sebelum mencapai puncak pada lereng pertama. Angin terus bergerak menuju puncak, kemudian jatuh pada lereng berikutnya sampai kelembah. Karena sudah menjatuhkan hujan maka angin yang menuruni lereng ini bersifat kering. Akibat cepatnya gerakan menuruni lereng, angin menjadi pasang sehingga angin fohn memiliki sifat menurun, kering, dan panas (Wahyuningsih,2004). Massa udara yang bergerak disebut angin. Angin dapat bergerak secara horizontal maupun secara vertikal dengan kecepatan yang bervariasi dan berfluktuasi secara dinamis. Faktor pendorong bergeraknya massa udara adalah perbedaan tekanan udara antara satu tempat dengan tempat yang lain. Angin selalu bertiup dari tempat dengan tekanan udara tinggi ke yang tekanan udara lebih rendah. Jika tidak ada gaya lain yang mempengaruhi, maka angin akan bergerak secara langsung dari udara bertekanan tinggi ke udara bertekanan rendah. Akan tetapi, perputaran bumi pada sumbunya, akan menimbulkan gaya yang akan mempengaruhi arah pergerakan angin. Pengaruh perputaran bumi terhadap arah angin disebut pengaruh Coriolis (Lakitan,2002). Variasi arah dan kecepatan angin dapat terjadi jika angin bergeser dengan permukaan yang licin (smooth), variasi yang diakibatkan oleh kekasaran permukan disebut turbulensi mekanis. Turbulensi daat pula terjadi pada saat udara panas pada permukaan bergerak ke atas secara vertikal, kaena adanya resistensi dari lapisan udara di atasnya. Turbulensi yang disebabkan perbedaan suhu lapisan atmosfer ini disebut turbulensi termal atau kadang disebut turbulensi konfektif. Fluktuasi kecepatan angin akibat turbulensi mekanis umumnya lebih kecil tetapi frekuensinya lebih tinggi (lebih cepat) dibandingkan dengan fluktuasi akibat turbulensi termal (Karim,1985). Angin adalah udara yang bergerak dari satu tempat ketempat lainnya. Angin berhembus dikarenakan beberapa bagian bumi mendapat lebih banyak panas matahari dibandingkan tempat lain. Permukaan tanah yang panas mambuat suhu udara diatasnya naik. Akibatnya udara yang naik mengembang dan menjadi lebih ringan. Karena lebih ringan dibandingkan udara sekitarnya, udara akan naik. Begitu udara panas tadi naik, tempatnya akan segera digantikan oleh udara sekitar terutama udara dari atas yang lebih dingin dan berat. Proses ini terjadi terus-menerus, akibatnya kita bisa merasakan adanya pergerakan udara atau yang disebut angin (Nasir, 1990). Tekanan udara adalah tekanan yang diberikan oleh udara karena beratnya kepada setiap bidang seluas 1 cm2 yang mendatar dari permukaan bumi. Hal ini dapat dipahami

bahwa setiap lapisan udara yang dibawah mendapat tekanan udara dari yang diatasnya. Oleh karena itu lapisan yang dibawah keadaan tegang. Ketegangan itu sangat besar sehingga berat udara yang diatasnya bertahan dalam keadaan seimbang. Tinggi barometer ialah panjang kolom air raksa yang seimbang dengan tekanan udara pada waktu itu (Kensaku, 2002). Hubungan antara tekanan udara dan ketinggian tempat ini dimanfaatkan dalam merancang alat pengukuran ketinggian tempat yang disebut Altimeter. Tekanan udara umumnya menurun sebesar 11 mb untuk setiap bertambahnnya ketinggian tempat sebesar 100 meter. Tekanan udara dipengaruhi oleh suhu, suhu udara didaerah tropis menunjukkan fluktasi musiman yang sangat kecil. Oleh sebab itu dapat dipahami jika tekanan udara dikawasan tropis relatif konstan (Takeda, 2005). Angin adalah gerakan atau perpindahan masa udara pada arah horizontal yang disebabkan oleh perbedaan tekanan udara dari satu tempat dengan tempat lainnya. Angin diartikan pula sebagai gerakan relatif udara terhadap permukaan bumi, pada arah horizontal atau hampir horinzontal. Masa udara ini mempunyai sifat yang dibedakan antara lain oleh kelembaban (RH) dan suhunya, sehingga dikenal adanya angin basah, angin kering dan sebagainya. Sifat-sifat ini dipengaruhi oleh tiga hal utama, yaitu (1) daerah asalnya dan (2) daerah yang dilewatinya dan (3) lama atau jarak pergerakannya. Dua komponen angin yang diukur ialah kecepatan dan arahnya. Lamanya pengamatan maupun data hasil pencatatan biasanya disesuaikan dengan kepentingannya. Untuk kepentingan agroklimatologi umumnya dicari rata-rata kecepatan dan arah angin selama periode 24 jam (nilai harian). Berdasarkan nilai ini kemudian dapat dihitung nilai mingguan, bulanan dan tahunannya. Bila dipandang perlu dapat dilakukan pengamatan interval waktu lebih pendek agar dapat diketahui rata-rata kecepatan angin periode pagi, siang, dan malam. 1. Kecepatan Angin Kecepatan angin adalah jarak tempuh angin atau pergeraakan udara per satuan waktu dan dinyatakan dalam satuan meter per detik (m/d), kilometer per jam (km/j), dan mil per jam (mi/j). Satuan mil (mil laut) per jam disebut juga knot (kn); 1 kn = 1,85 km/j = 1,151mi/j = 0,514 m/d atau 1 m/d = 2,237 mi/j = 1,944 kn. Kecepatan angin bervariasi dengan ketinggian dari permukaan tanah, sehingga dikenal adanya profil angin, dimana makin tinggi gerakan angin makin cepat. Kecepatan angin diukur dengan menggunakan alat yang disebut Anemometer atau Anemograf. Ada beberapa beberapa tipe Anemometer , yaitu : a. Anemometer dengan tiga atau empat mangkok

Sensornya terdiri dari tiga atau empat buah mangkok yang dipasang pada jari-jari yang berpusat pada suatu sumbu vertikal atau semua mangkok tersebut terpasang pada poros vertikal. Seluruh mangkok menghadap ke satu arah melingkar sehingga bila angin bertiup maka rotor berputar pada arah tetap. Kecepatan putar dari rotor tergantung kepada kecepatan tiupan angin. Melalui suatu sistem mekanik roda gigi, perputaran rotor mengatur sistem akumulasi angka penunjuk jarak tiupan angin. Anemometer tipe “cup counter” hanya dapat mengukur rata-rata kecepatan angin selama suatu periode pengamatan. Dengan alat ini penambahan nilai yang dapat dibaca dari satu pengamatan ke pengamatan berikutnya, menyatakan akumulasi jarak tempuh angin selama waktu dari kedua pengamatan tersebut, sehingga kecepatan anginnya adalah sama dengan akumulasi jarak tempuh tersebut dibagi lama selang waktu pengamatannya. b. Anemometer propeler Anemometer ini hampir sana dengan anemometer di atas, bedanya hanya mangkoknya terpasang pada poros horozontal. c. Anemometer tabung bertekanan. Kerja Anemometer ini mengikuti prinsip tabung pitot, yaitu dihitung dari tekanan statis dan tekanan kecepatan Sehubungan dengan adanya perbedaan kecepatan angin dari berbagai ketinggian yang berbeda, maka tinggi pemasangan anemometer ini biasanya disesuaikan dengan tujuan atau kegunaannya. Untuk bidang agroklimatologi dipasang dengan ketinggian sensor (mangkok) 2 meter di atas permukaan tanah. Untuk mengumpulkan data penunjang bagi pengukuran penguapan Panci Kelas A, dipasang anemometer setinggi 0,5 m. dilapangan terbang pemasangan umumnya setinggi 10 m. Dipasang didaerah terbuka pada pancang yang cukup kuat. Untuk keperluan navigasi alat harus dipasang pada jarak 10 x tinggi faktor penghalang seperti adanya bangunan atau pohon. Sebagian besar Anemometer ini umumnya tidak dapat merekan kecepatan angin dibawah 1 atau 2 mi/j karena ada faktor gesekan apa awal putaran. 2. Arah Angin Yang dimaksud dengan arah angin adalah arah dari mana tiupan angin berasal. Bila angin itu datang dari Selatan, maka arah anginnya adalah Utara, datangnya dari laut, dinyatakan angin laut. Arah angin untuk angi di daerah permukaan biasanya dinyatakan dalam 16 arah kompas yang dikenal dengan istilah Wind Rose, sedangkan untuk angin di

daerah atas dinyatakan dengan derajat dimulai dari arah Utara bergerak searah jarum jam sampai di arah yang bersangkutan. Bila tidak ada tiupan angin maka arah angin dinyatakan dengan kode 00 dan bila angin berasal dari titik utara dinyatakan dengan 3600. Arah angin tiap saat dapat dilihat dari posisi panah angin (Wind Vane), atau dari posisi kantong angin (Wind Sack). Pengamatan dengan kantong umumnya dilakukan dilapangan terbang. Untuk dapat memberikan petunjukan arah yang lebih mudah dilihat maka panah angin dihubungkan dengan sistem aliran listrik sehingga posisi panah angin langsung ditunjukan oleh jarum pada kotak monitornya. Perkembangan lebih lanjut dari sistem ini menghasilkan rekaman pada silinder berpias. Panah angin umumnya dipasang bersama dengan mangkok anemometer dengan ketinggian 10 meter.

III.

PELAKSANAAN PRAKTIKUM

A. Waktu pelaksanaan Pelaksanaan praktikum Pengukuran kecepatan angin ini dilakukan pada hari Selasa tanggal 27 Oktober 2015 jam 08.00 – 11.00 WIB dan tempat berlangsungnya praktikum ini adalah dilaksanakan di Selatan.

12 titik diarea kampus

Politeknik Negeri Sriwijaya, Sumatera

B. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam pelaksanaan praktikum ini adalah Anemometer, dan alat tulis untuk mencatat hasil pengamatan.

C. Cara Kerja Cara kerja dalam praktikum kecepatan angin ini adalah sebagai berikut : 1. 2. 3. 4.

Bawa anemometer ke tempat yang terbuka Arahkan anemometer keatas selama beberapa menit Lihat kecepatan angin ada anemometer tersebut Catat hasil pengamatan.

IV.

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Berikut adalah tabel hasil pengamatan pada praktikum kecepatan angin :

Lokasi

B.

Jam

Ketinggi

Kecepatan angin (m/s)

Parkiran depan kampus Polsri Tugu 3T Polsri Tower Air Bengkel Mesin

08.10 08.30

an ± 3 meter ± 4 meter ± 28

Kincir Angin Bengkel Mesin

08.45

meter ± 10

2,11 m/s

Bengkel Mesin (Enduro)

09.15

meter ± 15

2,21 m/s

Polsri Lantai 6 Gedung Graha Polsri

10.00

meter ± 35

3, 68 m/s

Kolam Penampungan Air

10.30

meter ± 6 meter

1,12 m/s

Lab. Kimia Polsri Parkiran Motor Mahasiswa

10.45

± 3 meter

1, 56 m/s

Polsri Lapangan Gedung Telkom

11.00

± 3 meter

1, 23 m/s

08.00

1,79 m/s 1,92 m/s 2,71 m/s

Polsri Pembahasan Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya semakin tinggi tekanan udara disuatu tempat maka semakin kencang kecepatan anginnya, karena tekanan udara disetiap tempat berbeda-beda yang hingga di pengaruhi oleh penyinaran matahari maka menyebabkan pula suhu berubah. Semakin tinggi suatu tempat dari atas permukaan laut maka suhunya semakin rendah dan semakin rendah pula kecepatan angin yang ditimbulkan. Menurut data hasil pengamatan dapat kita ketahui bahwa kecepatan angin hanya berkisar 1-4 m/s ini berarti bahwa tekanan udara ditempat tersebut relatif rendah. Selain itu tempat tersebut bervariasi karena semakin tinggi suatu tempat maka kecepatan angin makin kencang. Kecepatan angin diantara gedung, lebih kecil dibandingkan kecepatan angin dilapangan terbuka. Lamanya pengamatan maupun data hasil pencatatan biasanya disesuaikan dengan kepentingannya. Bila dipandang perlu dapat dilakukan pengamatan interval waktu lebih pendek agar dapat diketahui rata-rata kecepatan angin periode pagi, siang, dan malam. Kecepatan angin adalah jarak tempuh angin atau pergeraakan udara per satuan waktu dan dinyatakan dalam satuan meter per detik (m/d), kilometer per jam (km/j), dan mil per jam (mi/j). Satuan mil (mil laut) per jam disebut juga knot (kn); 1 kn = 1,85 km/j = 1,151mi/j = 0,514 m/d atau 1 m/d = 2,237 mi/j = 1,944 kn. Kecepatan angin bervariasi dengan ketinggian

dari permukaan tanah, sehingga dikenal adanya profil angin, dimana makin tinggi gerakan angin makin cepat. Dan telah diketahui bahwa angin berhembus dari tekanan tinggi kerendah, tekanan yang tinggi disebabkan suhu yang rendah oleh suhu yang tinggi. Apabila dipanaskan, udara memuai. Udara yang telah memuai menjadi lebih ringan sehingga naik. Apabila hal ini terjadi, tekanan udara turun kerena udaranya berkurang. Udara dingin di sekitarnya mengalir ke tempat yang bertekanan rendah tadi. Udara menyusut menjadi lebih berat dan turun ke tanah. Di atas tanah udara menjadi panas lagi dan naik kembali. Aliran naiknya udara panas dan turunnya udara dingin ini dinamanakan konveksi. Hal ini yang menyebabkan pada malam hari angin bertiup dari laut ke darat, karena suhu udara di darat lebih rendah dibandingkan laut yang bertekanan tinggi. Faktor – faktor terjadinya angin ialah adanya gradien barometris, letak tempat, tinggi tempat, dan waktu. Tingginya kecepatan angin pada tempat yang tinggi disebabkan angin dapat berhembus tanpa penghalang, sedangkan di tempat yang rendah angin tidak dapat berhembus dengan bebas karena terhalang gunung-gunung, bangunan, pepohonan dan lain-lain. Di permukaan bumi, gunung, pohon, dan topografi yang tidak rata lainnya memberikan gaya gesekan yang besar. Semakin tinggi suatu tempat, gaya gesekan ini semakin kecil. Hubungan antara tekanan udara dan angin ialah semakin rendah tekanan udara, kecepatan angin semakin tinggi. Begitu juga sebaliknya, Semakin tinggi tekanan udara, semakin rendah kecepatan angin. Pada bulan April-Oktober, matahari berada di belahan langit utara, sehingga benua asi lebih panas daripada benua australia. Akibatnya, di asia terdapat pusat-pusat tekanan udara rendah, sedangkan di australia terdapat pusat-pusat tekanan udara tinggi yang menyebabkan terjadinya angin dari australia menuju asi. Di indonesia terjadi angin musim timur di belahan bumi selatan dan angin musim barat daya di belahan bumi utara. Oleh kerena tidak melewati lautan yang luas maka angin tidak banyak mengandung uap air oleh karena itu pada umumnya di indonesia terjadi musim kemarau, kecuali pantai barat sumatera, sulawesi tenggara, dan pantai selatan irian jaya. Antara kedua musim tersebut ada musim yang disebut musim pancaroba (peralihan), yaitu : Musim kemareng yang merupakan peralihan dari musim penghujan ke musim kemarau, dan musim labuh yang merupakan peralihan musim kemarau ke musim penghujan. Adapun ciri-ciri musim pancaroba yaitu: Udara terasa panas, arah angin tidak teratur dan terjadi hujan secara tiba-tiba dalam waktu singkat dan lebat.

Ada banyak sekali manfaat angin, beberapa diantaranya adalah sebagai berikut: Angin untuk menggerakan perahu layar menelusuri nusantara, bahkan untuk menembus batas lintas negara, misalnya seperti Orang Buton. Angin sebagai tenaga listrik pengganti bahan bakar diesel atau batubara, di negara Australia angin digunakan sebagai tenaga listrik pengganti bahan bakar diesel atau batubara. Angin sangat untuk perjalanan para nelayan pulang dan pergi. Angin berfungsi sebagai instrument untuk membantu take-off atau landing pesawat di landasan pacu bandara. Angin juga bermanfaat untuk menghilangkan rasa panas dan gerah. seperti pada alat kipas angin. Yang dimaksud dengan arah angin adalah arah dari mana tiupan angin berasal. Bila angin itu datang dari Selatan, maka arah anginnya adalah Utara, datangnya dari laut, dinyatakan angin laut. Arah angin untuk angi di daerah permukaan biasanya dinyatakan dalam 16 arah kompas yang dikenal dengan istilah Wind Rose, sedangkan untuk angin di daerah atas dinyatakan dengan derajat dimulai dari arah Utara bergerak searah jarum jam sampai di arah yang bersangkutan. Bila tidak ada tiupan angin maka arah angin dinyatakan dengan kode 00 dan bila angin berasal dari titik utara dinyatakan dengan 3600. Arah angin tiap saat dapat dilihat dari posisi panah angin (Wind Vane), atau dari posisi kantong angin (Wind Sack). Pengamatan dengan kantong umumnya dilakukan dilapangan terbang. Untuk dapat memberikan petunjukan arah yang lebih mudah dilihat maka panah angin dihubungkan dengan sistem aliran listrik sehingga posisi panah angin langsung ditunjukan oleh jarum pada kotak monitornya. Perkembangan lebih lanjut dari sistem ini menghasilkan rekaman pada silinder berpias. Panah angin umumnya dipasang bersama dengan mangkok anemometer dengan ketinggian 10 meter. Mesti tidak tampak oleh mata, angin adalah satu faktor alam yang harus diperhatikan atau dihitung sniper. Udara bergerak punya pengaruh yang sangat signifikan terhadap tanaman.

V.

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan Kesimpulan yang diperoleh dari pelaksanaan praktikum kecepatan angin ini adalah sebagai berikut : 1.

Angin adalah aliran udara yang terjadi diatas permukaan bumi, yang disebabkan oleh perbedaan tekanan udara pada dua arah yang berdekatan.

2.

Kecepatan angin diukur dengan menggunakan alat yang disebut Anemometer atau

Anemograf 3. Terdapat enam belas arah mata angin namun yang umum digunakan ada 8 yaitu: Timur, Tenggara, Selatan, Barat daya, Barat, Barat Laut, Utara dan Timur laut. 4. Masa udara ini mempunyai sifat yang dibedakan antara lain oleh kelembaban (RH) dan 5.

suhunya, sehingga dikenal adanya angin basah, angin kering dan sebagainya. Faktor pendorong bergeraknya massa udara adalah perbedaan tekanan udara antara satu tempat dengan tempat yang lain.

B. Saran Saran untuk praktikum ini adalah semua praktikan diberikan kesematan untuk menggunakan alat agar lebih mengerti bagaimana cara menggunakan alat tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Kartika. 2011. “Agroklimatologi Angin. http://tikaxha.blogspot.co.id/2011/10/ laporan-praktikum-agroklimatologi-angin.html