Mekanika Fluida
-
Upload
agung-nursyawaly -
Category
Documents
-
view
90 -
download
18
description
Transcript of Mekanika Fluida
KUIS (bagian kiri)
1. Suatu minyak mentah (crude oil) mempunyai densitas 892 kg/m2 mengalir dalam
rangkaian pipa A, B, dan C. Laju alir 1,388 x 10-3 cm3/dtk. Pipa A diameter 2 in sch.40,
pipa 3 in sch.40 dan pipa C bercabang dua dengan masing-masing diameter 1,5 in
Sch.40.
Hitunglah :
a. Berapakah laju aliran massa di dalam masing-masing pipa ?
b. Berapakah kecepatan linear rata-rata didalam masing-masing pipa ?
c. Berapakah kecepatan massa di dalam masing-masing pipa ?
Jawaban :
Diketahui :
densitas = 892 kg/m3 = 55,6608 lb/ft3
Laju alir = 1,388x10-3 cm3/detik = 1,7643x 10-4 ft3/jam
Penyelesaian :
a. M = q. ρ
= 1,7643x 10-4 ft3/jam x 55,6608 lb/ft3
= 9,8202x10-3 lb/jam
Laju alir massa melalui pipa C adalah setengah dari total adalah 4,9101 lb/jam
b. Kecepatan melalui pipa A
VA = 1,7643 x 10−43600x 0,0233
=¿ 2,1308 x 10-6 ft/detik
VB = 1,7643x 10−43600 X 0,0513
= 9,5532 x 10-7 ft/detik
VC = 1,7643 x 10−4
2x 3600 X 0,0513 = 1,7329 x 10-6 ft/detik
c. Kecepatan massa
Pipa A, GA =9,8202x 10−3
0,0233 = 0,4215 lb/ft2 jam
Pipa B, GB = 9,8202x 10−3
0,0513 = 0,1914 lb/ft 2 jam
Pipa C masing-masing
GC = 9,8202x 10−3
0,01414 = 0,6945 lb/ft2 jam
2. Suatu cairan Hidrocarbon masuk sistem dengan kecepatan rata-rata 1,282 m/dtk. Sistem
seperti dibawah ini :
1 2
ρ1 = 902 kg/m3 ρ2 = 875 kg/m3
S1 = 4,33 x 10-3 m2 S2 = 5,26 x 10-3 m2
Hitunglah :
a. Berapakah laju aliran masuk dan keluar. ?
b. Berapakah kecepatan rata-rata?
c. Apa pendapat saudara tentang sistem aliran tersebut ?
Jawaban :
Diketahui :
V = 1,282 m/s
Ρ1 = 902 kg/m3
P2 = 875 kg/m3
S1 = 4,33 x 10-3 m2
S2 = 5,26x10-3 m2
Penyelesaian :
a. qmasuk = VxS
= 1,282 m/s x 4,33 x 10-3 m2
= 5,5510 x 10-3 m/s
qkeluar = VxS
= 1,282 m/s x 5,26 x 10-3 m2
= 6,7433x 10-3 m/s
b. V1 = 5,5510x 10−3m / s
4,33 x 10−3m2
= 1,2725 m/s
V2 = 6,7433x 10−3m/ s
5,26 x 10−3m2
= 1,2819 m/s
c. n
LATIHAN
1. Sebuah pipa dengan diamemer ¾ in mengalirkan fluida dengan densitas X . Diujung pipa
ditampung menggunakan ember berskala (dalam meter). Dan dicatat menggunakan
stopwatch. Diperoleh data sebagai berikut :
waktu, menit Debit, meter3
5 0,4
10 0,9
15 1,2
20 1,6
25 1,9
Pertanyaannya:
a. Gambarkan profil soal diatas!!!!
b. Hitung kecepatan rata-rata aliran tersebut (m/detik)?
c. Berapa jumlah cairan yang bisa diambil dalam ember berskala (liter)?
Jawaban :
a. 1 inchi = 2,54 cm = 0,0254 m
b. Karena pipa tidak terdapat perubaan diameter dan tinggi, maka :
A1 = A2
- V1 = Q1
A1 =
0,4m3
5menit14ᴨ¿¿
=
0,4m3
5menit.
1menit60 s
14ᴨ3,6290 x 10−4m2
= 1,33x 10−3 m
3
s
2,8487 x10−4m2
= 0,4680x101m /s
= 4,680 m /s
- V2 = Q1
A1 =
0,9m3
10menit14ᴨ¿¿
=
0 ,9m3
10menit.1menit
60 s14ᴨ3,6290 x 10−4m2
= 1 ,5 x 10−3 m
3
s
2,8487 x10−4m2
= 0,52656x101m /s
¾ in
= 5,2656 m /s
- V3 = Q1
A1 =
1,2m3
15menit14ᴨ¿¿
=
1,2m3
15menit.1menit
60 s14ᴨ3,6290 x 10−4m2
= 1 ,67 x 10−3 m
3
s
2,8487 x10−4m2
= 0,58623x101m /s
= 5,8623 m /s
- V4 = Q1
A1 =
1,6m3
20menit14ᴨ¿¿
=
1,6m3
20menit.1menit
60 s14ᴨ3,6290 x 10−4m2
= 1,33x 10−3 m
3
s
2,8487 x10−4m2
= 0,4680x101m /s
= 4,680 m /s
- V5 = Q1
A1 =
1,9m3
25menit14ᴨ¿¿
=
1,9m3
25menit.1menit
60 s14ᴨ3,6290 x 10−4m2
= 1,27 x10−3 m
3
s
2,8487 x10−4m2
= 0,4458x101m /s
= 4,458 m /s
- VTotal = QTotalATotal
=
6m3
7 5menit14ᴨ¿¿
=
6m3
75menit.
1menit60 s
14ᴨ3,6290 x 10−4m2
= 1,333x 10−3 m
3
s
2,8487 x10−4m2
= 0,4680x101m /s
= 4,7 m /s
c. Jumlah cairan yang bisa diambil dalam ember dalam skala (liter)
2. Sebuah pipa yang mengalirkan minyak ( spgr = 0,887) berubah ukurannya dari ¾ ini
bagian A ke ½ in dibagian B. Bagian A berada 2,5 m lebih tinggi dari bagian B dan
tekanan masing-masing sama 1 atm. Jika debit aliran melalui pembuangan sebesar 0,21
m3/dtk, tentukan head turun dan arah aliran
Jawaban :
Dik : mA = ¾ in = 0,01905 m
mB = ½ in = 0,0127 m
spgr = 0,887
PA = PB = 1 atm = 101325 Pa
Q = 0,21 m3/dtk
Kecepatan ditiap penampang :
VA = Qm3/dtkA m2 =
0,2114ᴨ(0,01905)2 = 737,1783 m/s
VA = Qm3/dtkA m2 =
0,2114ᴨ(0,0127)2 = 1665,3449 m/s
Bidang B yang lebih rendah dipakai sebagai bidang datum, maka energi di tiapa bagian
adalah :
Di A = [Pρg + V
2
2g + z]
= [101325
0,887 x9810 + (737,1783)2
2 x 9,807 + 2,5]
= 11,6446 + 27704,384 + 2,5
= 27718,52854 J/N = 27,7182 KJ/N
Di A = [Pρg + V
2
2g + z]
= [101325
0,887 x9810 + (1665,3449)2
2 x 9,807 + 0]
= 11,6446 + 141397,65 + 0
= 141409,3013 J/N = 141,4093 KJ/N
Head turun = 141,4093 – 27,71852
= 113,6941 m
Arah aliran dari B ke A