Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb
-
Upload
muhsin-al-jufri -
Category
Documents
-
view
44 -
download
5
description
Transcript of Teknik Mesin Venturimeter bjhbjhbjhb kjbkjbjhb
ANALISIS VARIASI UKURAN DIAMETER LEHER (THROAT)
DAN PANJANG BAGIAN KONVERGEN DAN DIVERGEN TERHADAP KARAKTERISTIK VENTURIMETER
SKRIPSI
Diajukan Dalam Rangka Penyelesaian Studi Strata 1 Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Oleh
Nama Priyo Prayogo
NIM 5250401047
Prodi Teknik Mesin S1
Jurusan Teknik Mesin
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2006
ii
HALAMAN PENGESAHAN
Telah dipertahankan dihadapan sidang panitia ujian skripsi Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang
Hari Sabtu Tanggal 18 Maret 2006
Panitia Ujian
Ketua Sekretaris
Drs Supraptono MPd Basyirun SPd MT NIP 131125645 NIP 132094389
Anggota Penguji
Pembimbing I Penguji I
Ir Hermawan MSi Ir Hermawan MSi NIP 130935062 NIP 130935062 Pembmbing II Penguji II
Basyirun SPd MT Basyirun SPd MT NIP 132094389 NIP 132094389 Penguji III
Wirawan Sumbodo MT NIP 13187623
Mengetahui
Prof Dr Soesanto NIP 130875753
iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN Motto
- Sesungguhnya Allah tidak akan merubah keadaan suatu kaum sehingga
mereka merubah keadaannya sendiri (QS ArRorsquodu 11)
- Allah tidak memikulkan beban (kewajiban) kepada seseorang kecuali sekuat
kekuatan yang terpikul olehnya (QS Al Baqoroh 286)
- Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan (QS Alam Nasyroh 6)
- Hidup adalah perjuangan
Persembahan
Dengan ridho-Mu ya Allah kupersembahkan
skripsi ini kepada
1 Kedua orang tuaku yang ku-sayangi dan
ku-hormati
2 Kakak-kakak dan keluargaku yang ku-
sayangi dan ku-hormati
3 Semua teman dan sahabatku yang ku-
hormati
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji syukur peneliti sampaikan kehadirat Allah SWT yang
telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga peneliti dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul ldquoAnalisis Variasi Ukuran Diameter Leher
(Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik
Venturimeterrdquo Adapun skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Negeri Semarang
Selesainya penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak
untuk itu peneliti menyampaikan ucapan terima kasih kepada
1 Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang
2 Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang
3 Ir Hermawan MSi selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing
memberikan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi
4 Basyirun SPd MT selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin S1
Universitas Negeri Semarang dan selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi
5 Seluruh sahabatkakak seperjuangan (Mas Agus Mas Annas Mba Bakoh
Aan DersquoRus) yang telah memberikan bimbingan motivasi dan semangat
dalam menyelesaikan skripsi
6 Teman Terbaik dan Seperjuangan (Anggun dan teman-teman sekelas) terima
kasih atas bantuan motivasi masukan semangat dorongan dan
kebersamaannya selama ini
v
7 Teman-teman di Yogyakarta (Adief Berlin Nandar Sony Wisnu) yang telah
memberikan fasilitas dorongan dan semangat dalam menyelesaikan skripsi
8 Semua pihak yang telah memberikan motivasi bantuan dan masukan dalam
penyusunan skripsi yang tidak dapat disebutkan satu persatu
Semoga Allah SWT selalu memberikan rahmat serta hidayah-Nya kepada
semua pihak yang telah memberikan bantuan apapun bentuknya Saran dan kritik
yang bersifat membangun sangat peneliti harapkan untuk menambah wawasan
pengetahuan penulis Selanjutnya peneliti berharap semoga skripsi ini bermanfaat
bagi peneliti pada khususnya dan pembaca pada umumnya
Semarang Maret 2006
Peneliti
vi
DAFTAR ISI
JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN iii
KATA PENGANTAR iv
DAFTAR ISI vi
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR GRAFIK xi
DAFTAR LAMPIRAN xii
INTISARI xiii
BAB I PENDAHULUAN 1
11 Alasan Pemilihan Judul 1
12 Permasalahan 2
13 Batasan Operasional 2
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian 3
15 Sistematika Penulisan Skripsi 4
BAB II LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS 5
21 Landasan Teori 5
211 Venturimeter 5
212 Sifat-sifat fluida 6
2121 Kerapatan (ρ) 6
2122 Berat jenis (γ) 7
2123 Volume jenis (v) 7
2124 Viskositas 8
2125 Tekanan (p) 10
vii
213 Jenis-jenis aliran 11
2131 Aliran laminer dan turbulen 11 2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak
mantap (unsteady flow) 12
2133 Aliran fluida ideal dan riil 13 214 Persamaan Kontiniutas 13 215 Persamaan Bernoulli 14
22 Hipotesis 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18
31 Variabel Penelitian 18 311 Variabel bebas 18 312 Variabel berikat 18
32 Pengumpulan Data 18 321 Metode pengumpulan data 18
3211 Studi literatur 18 3212 Eksperimental 18 3213 Metode Analisis 19
322 Instumen penelitian 19 3221 Alat kerja 19 3222 Alat ukur 21 3223 Lembar observasi 21
323 Proses pengambilan data 21 3231 Persiapan 21 3232 Pelaksanaan 21
324 Diagram Alir Penelitian 22 33 Analisa Data 23
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 24
41 Hasil Penelitian 24 411 Venturimeter I 24 412 Venturimeter II 25 413 Venturimeter III 25 414 Venturimeter IV 26
viii
42 Pembahasan Hasil Penelitian 27
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen
5 mm 28
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29
4221 Untuk diameter 18 mm 29
4222 Untuk diameter 12 mm 30
43 Keterbatasan Penelitian 33
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35
51 Kesimpulan 35
52 Saran 36
DAFTAR PUSTAKA 37
LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 31 Lembar Observasi 21
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 21 Venturimeter 5
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8
Gambar 23 Manometer Diferensial 11
Gambar 31 Instalasi penelitian 19
Gambar 32 Diagram alir penelitian 22
Gambar 41 Venturimeter I 24
Gambar 42 Venturimeter II 25
Gambar 43 Venturimeter III 25
Gambar 44 Venturimeter IV 26
xi
DAFTAR GRAFIK
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih
tinggi air raksa (Δh) 32
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38
Lampiran 2 Contoh perhitungan 39
Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49
Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51
Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52
Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55
xiii
INTISARI
Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006
Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm
Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif
1
BAB I
PENDAHULUAN
11 Alasan Pemilihan Judul
Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran
fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika
aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan
pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip
Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter
Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat
yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada
penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada
kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja
pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja
venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida
Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter
Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju
aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran
sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang
berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen
yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu
Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan
kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas
penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil
(leher)
2
Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka
penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran
Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan
Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter
12 Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut
121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap
karakteristik venturimeter
122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan
divergen terhadap karakteristik venturimeter
13 Batasan Operasional
131 Analisis
Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk
mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian
ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan
panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik
venturimeter
132 Variasi
Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI
1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran
diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian
konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
ii
HALAMAN PENGESAHAN
Telah dipertahankan dihadapan sidang panitia ujian skripsi Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang
Hari Sabtu Tanggal 18 Maret 2006
Panitia Ujian
Ketua Sekretaris
Drs Supraptono MPd Basyirun SPd MT NIP 131125645 NIP 132094389
Anggota Penguji
Pembimbing I Penguji I
Ir Hermawan MSi Ir Hermawan MSi NIP 130935062 NIP 130935062 Pembmbing II Penguji II
Basyirun SPd MT Basyirun SPd MT NIP 132094389 NIP 132094389 Penguji III
Wirawan Sumbodo MT NIP 13187623
Mengetahui
Prof Dr Soesanto NIP 130875753
iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN Motto
- Sesungguhnya Allah tidak akan merubah keadaan suatu kaum sehingga
mereka merubah keadaannya sendiri (QS ArRorsquodu 11)
- Allah tidak memikulkan beban (kewajiban) kepada seseorang kecuali sekuat
kekuatan yang terpikul olehnya (QS Al Baqoroh 286)
- Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan (QS Alam Nasyroh 6)
- Hidup adalah perjuangan
Persembahan
Dengan ridho-Mu ya Allah kupersembahkan
skripsi ini kepada
1 Kedua orang tuaku yang ku-sayangi dan
ku-hormati
2 Kakak-kakak dan keluargaku yang ku-
sayangi dan ku-hormati
3 Semua teman dan sahabatku yang ku-
hormati
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji syukur peneliti sampaikan kehadirat Allah SWT yang
telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga peneliti dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul ldquoAnalisis Variasi Ukuran Diameter Leher
(Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik
Venturimeterrdquo Adapun skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Negeri Semarang
Selesainya penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak
untuk itu peneliti menyampaikan ucapan terima kasih kepada
1 Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang
2 Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang
3 Ir Hermawan MSi selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing
memberikan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi
4 Basyirun SPd MT selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin S1
Universitas Negeri Semarang dan selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi
5 Seluruh sahabatkakak seperjuangan (Mas Agus Mas Annas Mba Bakoh
Aan DersquoRus) yang telah memberikan bimbingan motivasi dan semangat
dalam menyelesaikan skripsi
6 Teman Terbaik dan Seperjuangan (Anggun dan teman-teman sekelas) terima
kasih atas bantuan motivasi masukan semangat dorongan dan
kebersamaannya selama ini
v
7 Teman-teman di Yogyakarta (Adief Berlin Nandar Sony Wisnu) yang telah
memberikan fasilitas dorongan dan semangat dalam menyelesaikan skripsi
8 Semua pihak yang telah memberikan motivasi bantuan dan masukan dalam
penyusunan skripsi yang tidak dapat disebutkan satu persatu
Semoga Allah SWT selalu memberikan rahmat serta hidayah-Nya kepada
semua pihak yang telah memberikan bantuan apapun bentuknya Saran dan kritik
yang bersifat membangun sangat peneliti harapkan untuk menambah wawasan
pengetahuan penulis Selanjutnya peneliti berharap semoga skripsi ini bermanfaat
bagi peneliti pada khususnya dan pembaca pada umumnya
Semarang Maret 2006
Peneliti
vi
DAFTAR ISI
JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN iii
KATA PENGANTAR iv
DAFTAR ISI vi
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR GRAFIK xi
DAFTAR LAMPIRAN xii
INTISARI xiii
BAB I PENDAHULUAN 1
11 Alasan Pemilihan Judul 1
12 Permasalahan 2
13 Batasan Operasional 2
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian 3
15 Sistematika Penulisan Skripsi 4
BAB II LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS 5
21 Landasan Teori 5
211 Venturimeter 5
212 Sifat-sifat fluida 6
2121 Kerapatan (ρ) 6
2122 Berat jenis (γ) 7
2123 Volume jenis (v) 7
2124 Viskositas 8
2125 Tekanan (p) 10
vii
213 Jenis-jenis aliran 11
2131 Aliran laminer dan turbulen 11 2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak
mantap (unsteady flow) 12
2133 Aliran fluida ideal dan riil 13 214 Persamaan Kontiniutas 13 215 Persamaan Bernoulli 14
22 Hipotesis 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18
31 Variabel Penelitian 18 311 Variabel bebas 18 312 Variabel berikat 18
32 Pengumpulan Data 18 321 Metode pengumpulan data 18
3211 Studi literatur 18 3212 Eksperimental 18 3213 Metode Analisis 19
322 Instumen penelitian 19 3221 Alat kerja 19 3222 Alat ukur 21 3223 Lembar observasi 21
323 Proses pengambilan data 21 3231 Persiapan 21 3232 Pelaksanaan 21
324 Diagram Alir Penelitian 22 33 Analisa Data 23
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 24
41 Hasil Penelitian 24 411 Venturimeter I 24 412 Venturimeter II 25 413 Venturimeter III 25 414 Venturimeter IV 26
viii
42 Pembahasan Hasil Penelitian 27
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen
5 mm 28
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29
4221 Untuk diameter 18 mm 29
4222 Untuk diameter 12 mm 30
43 Keterbatasan Penelitian 33
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35
51 Kesimpulan 35
52 Saran 36
DAFTAR PUSTAKA 37
LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 31 Lembar Observasi 21
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 21 Venturimeter 5
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8
Gambar 23 Manometer Diferensial 11
Gambar 31 Instalasi penelitian 19
Gambar 32 Diagram alir penelitian 22
Gambar 41 Venturimeter I 24
Gambar 42 Venturimeter II 25
Gambar 43 Venturimeter III 25
Gambar 44 Venturimeter IV 26
xi
DAFTAR GRAFIK
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih
tinggi air raksa (Δh) 32
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38
Lampiran 2 Contoh perhitungan 39
Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49
Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51
Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52
Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55
xiii
INTISARI
Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006
Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm
Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif
1
BAB I
PENDAHULUAN
11 Alasan Pemilihan Judul
Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran
fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika
aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan
pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip
Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter
Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat
yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada
penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada
kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja
pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja
venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida
Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter
Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju
aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran
sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang
berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen
yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu
Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan
kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas
penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil
(leher)
2
Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka
penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran
Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan
Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter
12 Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut
121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap
karakteristik venturimeter
122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan
divergen terhadap karakteristik venturimeter
13 Batasan Operasional
131 Analisis
Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk
mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian
ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan
panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik
venturimeter
132 Variasi
Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI
1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran
diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian
konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN Motto
- Sesungguhnya Allah tidak akan merubah keadaan suatu kaum sehingga
mereka merubah keadaannya sendiri (QS ArRorsquodu 11)
- Allah tidak memikulkan beban (kewajiban) kepada seseorang kecuali sekuat
kekuatan yang terpikul olehnya (QS Al Baqoroh 286)
- Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan (QS Alam Nasyroh 6)
- Hidup adalah perjuangan
Persembahan
Dengan ridho-Mu ya Allah kupersembahkan
skripsi ini kepada
1 Kedua orang tuaku yang ku-sayangi dan
ku-hormati
2 Kakak-kakak dan keluargaku yang ku-
sayangi dan ku-hormati
3 Semua teman dan sahabatku yang ku-
hormati
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji syukur peneliti sampaikan kehadirat Allah SWT yang
telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga peneliti dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul ldquoAnalisis Variasi Ukuran Diameter Leher
(Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik
Venturimeterrdquo Adapun skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Negeri Semarang
Selesainya penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak
untuk itu peneliti menyampaikan ucapan terima kasih kepada
1 Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang
2 Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang
3 Ir Hermawan MSi selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing
memberikan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi
4 Basyirun SPd MT selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin S1
Universitas Negeri Semarang dan selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi
5 Seluruh sahabatkakak seperjuangan (Mas Agus Mas Annas Mba Bakoh
Aan DersquoRus) yang telah memberikan bimbingan motivasi dan semangat
dalam menyelesaikan skripsi
6 Teman Terbaik dan Seperjuangan (Anggun dan teman-teman sekelas) terima
kasih atas bantuan motivasi masukan semangat dorongan dan
kebersamaannya selama ini
v
7 Teman-teman di Yogyakarta (Adief Berlin Nandar Sony Wisnu) yang telah
memberikan fasilitas dorongan dan semangat dalam menyelesaikan skripsi
8 Semua pihak yang telah memberikan motivasi bantuan dan masukan dalam
penyusunan skripsi yang tidak dapat disebutkan satu persatu
Semoga Allah SWT selalu memberikan rahmat serta hidayah-Nya kepada
semua pihak yang telah memberikan bantuan apapun bentuknya Saran dan kritik
yang bersifat membangun sangat peneliti harapkan untuk menambah wawasan
pengetahuan penulis Selanjutnya peneliti berharap semoga skripsi ini bermanfaat
bagi peneliti pada khususnya dan pembaca pada umumnya
Semarang Maret 2006
Peneliti
vi
DAFTAR ISI
JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN iii
KATA PENGANTAR iv
DAFTAR ISI vi
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR GRAFIK xi
DAFTAR LAMPIRAN xii
INTISARI xiii
BAB I PENDAHULUAN 1
11 Alasan Pemilihan Judul 1
12 Permasalahan 2
13 Batasan Operasional 2
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian 3
15 Sistematika Penulisan Skripsi 4
BAB II LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS 5
21 Landasan Teori 5
211 Venturimeter 5
212 Sifat-sifat fluida 6
2121 Kerapatan (ρ) 6
2122 Berat jenis (γ) 7
2123 Volume jenis (v) 7
2124 Viskositas 8
2125 Tekanan (p) 10
vii
213 Jenis-jenis aliran 11
2131 Aliran laminer dan turbulen 11 2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak
mantap (unsteady flow) 12
2133 Aliran fluida ideal dan riil 13 214 Persamaan Kontiniutas 13 215 Persamaan Bernoulli 14
22 Hipotesis 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18
31 Variabel Penelitian 18 311 Variabel bebas 18 312 Variabel berikat 18
32 Pengumpulan Data 18 321 Metode pengumpulan data 18
3211 Studi literatur 18 3212 Eksperimental 18 3213 Metode Analisis 19
322 Instumen penelitian 19 3221 Alat kerja 19 3222 Alat ukur 21 3223 Lembar observasi 21
323 Proses pengambilan data 21 3231 Persiapan 21 3232 Pelaksanaan 21
324 Diagram Alir Penelitian 22 33 Analisa Data 23
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 24
41 Hasil Penelitian 24 411 Venturimeter I 24 412 Venturimeter II 25 413 Venturimeter III 25 414 Venturimeter IV 26
viii
42 Pembahasan Hasil Penelitian 27
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen
5 mm 28
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29
4221 Untuk diameter 18 mm 29
4222 Untuk diameter 12 mm 30
43 Keterbatasan Penelitian 33
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35
51 Kesimpulan 35
52 Saran 36
DAFTAR PUSTAKA 37
LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 31 Lembar Observasi 21
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 21 Venturimeter 5
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8
Gambar 23 Manometer Diferensial 11
Gambar 31 Instalasi penelitian 19
Gambar 32 Diagram alir penelitian 22
Gambar 41 Venturimeter I 24
Gambar 42 Venturimeter II 25
Gambar 43 Venturimeter III 25
Gambar 44 Venturimeter IV 26
xi
DAFTAR GRAFIK
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih
tinggi air raksa (Δh) 32
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38
Lampiran 2 Contoh perhitungan 39
Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49
Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51
Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52
Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55
xiii
INTISARI
Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006
Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm
Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif
1
BAB I
PENDAHULUAN
11 Alasan Pemilihan Judul
Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran
fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika
aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan
pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip
Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter
Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat
yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada
penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada
kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja
pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja
venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida
Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter
Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju
aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran
sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang
berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen
yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu
Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan
kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas
penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil
(leher)
2
Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka
penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran
Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan
Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter
12 Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut
121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap
karakteristik venturimeter
122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan
divergen terhadap karakteristik venturimeter
13 Batasan Operasional
131 Analisis
Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk
mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian
ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan
panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik
venturimeter
132 Variasi
Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI
1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran
diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian
konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji syukur peneliti sampaikan kehadirat Allah SWT yang
telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga peneliti dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul ldquoAnalisis Variasi Ukuran Diameter Leher
(Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik
Venturimeterrdquo Adapun skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Negeri Semarang
Selesainya penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak
untuk itu peneliti menyampaikan ucapan terima kasih kepada
1 Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang
2 Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang
3 Ir Hermawan MSi selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing
memberikan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi
4 Basyirun SPd MT selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin S1
Universitas Negeri Semarang dan selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan arahan dan motivasi dalam penyusunan skripsi
5 Seluruh sahabatkakak seperjuangan (Mas Agus Mas Annas Mba Bakoh
Aan DersquoRus) yang telah memberikan bimbingan motivasi dan semangat
dalam menyelesaikan skripsi
6 Teman Terbaik dan Seperjuangan (Anggun dan teman-teman sekelas) terima
kasih atas bantuan motivasi masukan semangat dorongan dan
kebersamaannya selama ini
v
7 Teman-teman di Yogyakarta (Adief Berlin Nandar Sony Wisnu) yang telah
memberikan fasilitas dorongan dan semangat dalam menyelesaikan skripsi
8 Semua pihak yang telah memberikan motivasi bantuan dan masukan dalam
penyusunan skripsi yang tidak dapat disebutkan satu persatu
Semoga Allah SWT selalu memberikan rahmat serta hidayah-Nya kepada
semua pihak yang telah memberikan bantuan apapun bentuknya Saran dan kritik
yang bersifat membangun sangat peneliti harapkan untuk menambah wawasan
pengetahuan penulis Selanjutnya peneliti berharap semoga skripsi ini bermanfaat
bagi peneliti pada khususnya dan pembaca pada umumnya
Semarang Maret 2006
Peneliti
vi
DAFTAR ISI
JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN iii
KATA PENGANTAR iv
DAFTAR ISI vi
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR GRAFIK xi
DAFTAR LAMPIRAN xii
INTISARI xiii
BAB I PENDAHULUAN 1
11 Alasan Pemilihan Judul 1
12 Permasalahan 2
13 Batasan Operasional 2
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian 3
15 Sistematika Penulisan Skripsi 4
BAB II LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS 5
21 Landasan Teori 5
211 Venturimeter 5
212 Sifat-sifat fluida 6
2121 Kerapatan (ρ) 6
2122 Berat jenis (γ) 7
2123 Volume jenis (v) 7
2124 Viskositas 8
2125 Tekanan (p) 10
vii
213 Jenis-jenis aliran 11
2131 Aliran laminer dan turbulen 11 2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak
mantap (unsteady flow) 12
2133 Aliran fluida ideal dan riil 13 214 Persamaan Kontiniutas 13 215 Persamaan Bernoulli 14
22 Hipotesis 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18
31 Variabel Penelitian 18 311 Variabel bebas 18 312 Variabel berikat 18
32 Pengumpulan Data 18 321 Metode pengumpulan data 18
3211 Studi literatur 18 3212 Eksperimental 18 3213 Metode Analisis 19
322 Instumen penelitian 19 3221 Alat kerja 19 3222 Alat ukur 21 3223 Lembar observasi 21
323 Proses pengambilan data 21 3231 Persiapan 21 3232 Pelaksanaan 21
324 Diagram Alir Penelitian 22 33 Analisa Data 23
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 24
41 Hasil Penelitian 24 411 Venturimeter I 24 412 Venturimeter II 25 413 Venturimeter III 25 414 Venturimeter IV 26
viii
42 Pembahasan Hasil Penelitian 27
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen
5 mm 28
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29
4221 Untuk diameter 18 mm 29
4222 Untuk diameter 12 mm 30
43 Keterbatasan Penelitian 33
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35
51 Kesimpulan 35
52 Saran 36
DAFTAR PUSTAKA 37
LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 31 Lembar Observasi 21
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 21 Venturimeter 5
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8
Gambar 23 Manometer Diferensial 11
Gambar 31 Instalasi penelitian 19
Gambar 32 Diagram alir penelitian 22
Gambar 41 Venturimeter I 24
Gambar 42 Venturimeter II 25
Gambar 43 Venturimeter III 25
Gambar 44 Venturimeter IV 26
xi
DAFTAR GRAFIK
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih
tinggi air raksa (Δh) 32
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38
Lampiran 2 Contoh perhitungan 39
Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49
Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51
Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52
Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55
xiii
INTISARI
Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006
Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm
Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif
1
BAB I
PENDAHULUAN
11 Alasan Pemilihan Judul
Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran
fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika
aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan
pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip
Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter
Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat
yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada
penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada
kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja
pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja
venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida
Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter
Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju
aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran
sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang
berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen
yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu
Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan
kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas
penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil
(leher)
2
Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka
penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran
Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan
Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter
12 Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut
121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap
karakteristik venturimeter
122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan
divergen terhadap karakteristik venturimeter
13 Batasan Operasional
131 Analisis
Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk
mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian
ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan
panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik
venturimeter
132 Variasi
Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI
1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran
diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian
konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
v
7 Teman-teman di Yogyakarta (Adief Berlin Nandar Sony Wisnu) yang telah
memberikan fasilitas dorongan dan semangat dalam menyelesaikan skripsi
8 Semua pihak yang telah memberikan motivasi bantuan dan masukan dalam
penyusunan skripsi yang tidak dapat disebutkan satu persatu
Semoga Allah SWT selalu memberikan rahmat serta hidayah-Nya kepada
semua pihak yang telah memberikan bantuan apapun bentuknya Saran dan kritik
yang bersifat membangun sangat peneliti harapkan untuk menambah wawasan
pengetahuan penulis Selanjutnya peneliti berharap semoga skripsi ini bermanfaat
bagi peneliti pada khususnya dan pembaca pada umumnya
Semarang Maret 2006
Peneliti
vi
DAFTAR ISI
JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN iii
KATA PENGANTAR iv
DAFTAR ISI vi
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR GRAFIK xi
DAFTAR LAMPIRAN xii
INTISARI xiii
BAB I PENDAHULUAN 1
11 Alasan Pemilihan Judul 1
12 Permasalahan 2
13 Batasan Operasional 2
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian 3
15 Sistematika Penulisan Skripsi 4
BAB II LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS 5
21 Landasan Teori 5
211 Venturimeter 5
212 Sifat-sifat fluida 6
2121 Kerapatan (ρ) 6
2122 Berat jenis (γ) 7
2123 Volume jenis (v) 7
2124 Viskositas 8
2125 Tekanan (p) 10
vii
213 Jenis-jenis aliran 11
2131 Aliran laminer dan turbulen 11 2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak
mantap (unsteady flow) 12
2133 Aliran fluida ideal dan riil 13 214 Persamaan Kontiniutas 13 215 Persamaan Bernoulli 14
22 Hipotesis 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18
31 Variabel Penelitian 18 311 Variabel bebas 18 312 Variabel berikat 18
32 Pengumpulan Data 18 321 Metode pengumpulan data 18
3211 Studi literatur 18 3212 Eksperimental 18 3213 Metode Analisis 19
322 Instumen penelitian 19 3221 Alat kerja 19 3222 Alat ukur 21 3223 Lembar observasi 21
323 Proses pengambilan data 21 3231 Persiapan 21 3232 Pelaksanaan 21
324 Diagram Alir Penelitian 22 33 Analisa Data 23
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 24
41 Hasil Penelitian 24 411 Venturimeter I 24 412 Venturimeter II 25 413 Venturimeter III 25 414 Venturimeter IV 26
viii
42 Pembahasan Hasil Penelitian 27
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen
5 mm 28
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29
4221 Untuk diameter 18 mm 29
4222 Untuk diameter 12 mm 30
43 Keterbatasan Penelitian 33
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35
51 Kesimpulan 35
52 Saran 36
DAFTAR PUSTAKA 37
LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 31 Lembar Observasi 21
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 21 Venturimeter 5
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8
Gambar 23 Manometer Diferensial 11
Gambar 31 Instalasi penelitian 19
Gambar 32 Diagram alir penelitian 22
Gambar 41 Venturimeter I 24
Gambar 42 Venturimeter II 25
Gambar 43 Venturimeter III 25
Gambar 44 Venturimeter IV 26
xi
DAFTAR GRAFIK
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih
tinggi air raksa (Δh) 32
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38
Lampiran 2 Contoh perhitungan 39
Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49
Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51
Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52
Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55
xiii
INTISARI
Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006
Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm
Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif
1
BAB I
PENDAHULUAN
11 Alasan Pemilihan Judul
Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran
fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika
aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan
pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip
Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter
Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat
yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada
penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada
kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja
pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja
venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida
Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter
Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju
aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran
sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang
berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen
yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu
Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan
kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas
penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil
(leher)
2
Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka
penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran
Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan
Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter
12 Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut
121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap
karakteristik venturimeter
122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan
divergen terhadap karakteristik venturimeter
13 Batasan Operasional
131 Analisis
Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk
mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian
ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan
panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik
venturimeter
132 Variasi
Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI
1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran
diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian
konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
vi
DAFTAR ISI
JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN iii
KATA PENGANTAR iv
DAFTAR ISI vi
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR GRAFIK xi
DAFTAR LAMPIRAN xii
INTISARI xiii
BAB I PENDAHULUAN 1
11 Alasan Pemilihan Judul 1
12 Permasalahan 2
13 Batasan Operasional 2
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian 3
15 Sistematika Penulisan Skripsi 4
BAB II LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS 5
21 Landasan Teori 5
211 Venturimeter 5
212 Sifat-sifat fluida 6
2121 Kerapatan (ρ) 6
2122 Berat jenis (γ) 7
2123 Volume jenis (v) 7
2124 Viskositas 8
2125 Tekanan (p) 10
vii
213 Jenis-jenis aliran 11
2131 Aliran laminer dan turbulen 11 2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak
mantap (unsteady flow) 12
2133 Aliran fluida ideal dan riil 13 214 Persamaan Kontiniutas 13 215 Persamaan Bernoulli 14
22 Hipotesis 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18
31 Variabel Penelitian 18 311 Variabel bebas 18 312 Variabel berikat 18
32 Pengumpulan Data 18 321 Metode pengumpulan data 18
3211 Studi literatur 18 3212 Eksperimental 18 3213 Metode Analisis 19
322 Instumen penelitian 19 3221 Alat kerja 19 3222 Alat ukur 21 3223 Lembar observasi 21
323 Proses pengambilan data 21 3231 Persiapan 21 3232 Pelaksanaan 21
324 Diagram Alir Penelitian 22 33 Analisa Data 23
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 24
41 Hasil Penelitian 24 411 Venturimeter I 24 412 Venturimeter II 25 413 Venturimeter III 25 414 Venturimeter IV 26
viii
42 Pembahasan Hasil Penelitian 27
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen
5 mm 28
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29
4221 Untuk diameter 18 mm 29
4222 Untuk diameter 12 mm 30
43 Keterbatasan Penelitian 33
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35
51 Kesimpulan 35
52 Saran 36
DAFTAR PUSTAKA 37
LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 31 Lembar Observasi 21
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 21 Venturimeter 5
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8
Gambar 23 Manometer Diferensial 11
Gambar 31 Instalasi penelitian 19
Gambar 32 Diagram alir penelitian 22
Gambar 41 Venturimeter I 24
Gambar 42 Venturimeter II 25
Gambar 43 Venturimeter III 25
Gambar 44 Venturimeter IV 26
xi
DAFTAR GRAFIK
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih
tinggi air raksa (Δh) 32
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38
Lampiran 2 Contoh perhitungan 39
Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49
Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51
Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52
Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55
xiii
INTISARI
Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006
Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm
Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif
1
BAB I
PENDAHULUAN
11 Alasan Pemilihan Judul
Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran
fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika
aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan
pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip
Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter
Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat
yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada
penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada
kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja
pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja
venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida
Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter
Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju
aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran
sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang
berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen
yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu
Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan
kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas
penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil
(leher)
2
Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka
penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran
Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan
Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter
12 Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut
121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap
karakteristik venturimeter
122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan
divergen terhadap karakteristik venturimeter
13 Batasan Operasional
131 Analisis
Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk
mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian
ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan
panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik
venturimeter
132 Variasi
Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI
1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran
diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian
konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
vii
213 Jenis-jenis aliran 11
2131 Aliran laminer dan turbulen 11 2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak
mantap (unsteady flow) 12
2133 Aliran fluida ideal dan riil 13 214 Persamaan Kontiniutas 13 215 Persamaan Bernoulli 14
22 Hipotesis 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18
31 Variabel Penelitian 18 311 Variabel bebas 18 312 Variabel berikat 18
32 Pengumpulan Data 18 321 Metode pengumpulan data 18
3211 Studi literatur 18 3212 Eksperimental 18 3213 Metode Analisis 19
322 Instumen penelitian 19 3221 Alat kerja 19 3222 Alat ukur 21 3223 Lembar observasi 21
323 Proses pengambilan data 21 3231 Persiapan 21 3232 Pelaksanaan 21
324 Diagram Alir Penelitian 22 33 Analisa Data 23
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 24
41 Hasil Penelitian 24 411 Venturimeter I 24 412 Venturimeter II 25 413 Venturimeter III 25 414 Venturimeter IV 26
viii
42 Pembahasan Hasil Penelitian 27
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen
5 mm 28
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29
4221 Untuk diameter 18 mm 29
4222 Untuk diameter 12 mm 30
43 Keterbatasan Penelitian 33
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35
51 Kesimpulan 35
52 Saran 36
DAFTAR PUSTAKA 37
LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 31 Lembar Observasi 21
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 21 Venturimeter 5
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8
Gambar 23 Manometer Diferensial 11
Gambar 31 Instalasi penelitian 19
Gambar 32 Diagram alir penelitian 22
Gambar 41 Venturimeter I 24
Gambar 42 Venturimeter II 25
Gambar 43 Venturimeter III 25
Gambar 44 Venturimeter IV 26
xi
DAFTAR GRAFIK
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih
tinggi air raksa (Δh) 32
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38
Lampiran 2 Contoh perhitungan 39
Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49
Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51
Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52
Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55
xiii
INTISARI
Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006
Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm
Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif
1
BAB I
PENDAHULUAN
11 Alasan Pemilihan Judul
Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran
fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika
aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan
pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip
Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter
Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat
yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada
penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada
kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja
pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja
venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida
Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter
Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju
aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran
sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang
berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen
yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu
Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan
kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas
penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil
(leher)
2
Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka
penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran
Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan
Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter
12 Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut
121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap
karakteristik venturimeter
122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan
divergen terhadap karakteristik venturimeter
13 Batasan Operasional
131 Analisis
Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk
mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian
ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan
panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik
venturimeter
132 Variasi
Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI
1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran
diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian
konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
viii
42 Pembahasan Hasil Penelitian 27
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter 27
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm 27
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen
5 mm 28
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen 29
4221 Untuk diameter 18 mm 29
4222 Untuk diameter 12 mm 30
43 Keterbatasan Penelitian 33
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 35
51 Kesimpulan 35
52 Saran 36
DAFTAR PUSTAKA 37
LAMPIRAN ndash LAMPIRAN 38
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 31 Lembar Observasi 21
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 21 Venturimeter 5
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8
Gambar 23 Manometer Diferensial 11
Gambar 31 Instalasi penelitian 19
Gambar 32 Diagram alir penelitian 22
Gambar 41 Venturimeter I 24
Gambar 42 Venturimeter II 25
Gambar 43 Venturimeter III 25
Gambar 44 Venturimeter IV 26
xi
DAFTAR GRAFIK
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih
tinggi air raksa (Δh) 32
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38
Lampiran 2 Contoh perhitungan 39
Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49
Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51
Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52
Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55
xiii
INTISARI
Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006
Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm
Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif
1
BAB I
PENDAHULUAN
11 Alasan Pemilihan Judul
Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran
fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika
aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan
pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip
Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter
Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat
yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada
penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada
kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja
pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja
venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida
Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter
Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju
aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran
sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang
berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen
yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu
Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan
kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas
penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil
(leher)
2
Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka
penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran
Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan
Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter
12 Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut
121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap
karakteristik venturimeter
122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan
divergen terhadap karakteristik venturimeter
13 Batasan Operasional
131 Analisis
Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk
mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian
ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan
panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik
venturimeter
132 Variasi
Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI
1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran
diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian
konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 31 Lembar Observasi 21
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit 24
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit 25 Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit 26 Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk
venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit 26
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 21 Venturimeter 5
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8
Gambar 23 Manometer Diferensial 11
Gambar 31 Instalasi penelitian 19
Gambar 32 Diagram alir penelitian 22
Gambar 41 Venturimeter I 24
Gambar 42 Venturimeter II 25
Gambar 43 Venturimeter III 25
Gambar 44 Venturimeter IV 26
xi
DAFTAR GRAFIK
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih
tinggi air raksa (Δh) 32
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38
Lampiran 2 Contoh perhitungan 39
Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49
Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51
Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52
Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55
xiii
INTISARI
Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006
Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm
Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif
1
BAB I
PENDAHULUAN
11 Alasan Pemilihan Judul
Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran
fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika
aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan
pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip
Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter
Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat
yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada
penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada
kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja
pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja
venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida
Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter
Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju
aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran
sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang
berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen
yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu
Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan
kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas
penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil
(leher)
2
Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka
penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran
Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan
Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter
12 Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut
121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap
karakteristik venturimeter
122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan
divergen terhadap karakteristik venturimeter
13 Batasan Operasional
131 Analisis
Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk
mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian
ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan
panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik
venturimeter
132 Variasi
Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI
1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran
diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian
konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 21 Venturimeter 5
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan 8
Gambar 23 Manometer Diferensial 11
Gambar 31 Instalasi penelitian 19
Gambar 32 Diagram alir penelitian 22
Gambar 41 Venturimeter I 24
Gambar 42 Venturimeter II 25
Gambar 43 Venturimeter III 25
Gambar 44 Venturimeter IV 26
xi
DAFTAR GRAFIK
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih
tinggi air raksa (Δh) 32
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38
Lampiran 2 Contoh perhitungan 39
Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49
Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51
Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52
Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55
xiii
INTISARI
Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006
Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm
Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif
1
BAB I
PENDAHULUAN
11 Alasan Pemilihan Judul
Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran
fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika
aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan
pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip
Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter
Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat
yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada
penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada
kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja
pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja
venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida
Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter
Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju
aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran
sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang
berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen
yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu
Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan
kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas
penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil
(leher)
2
Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka
penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran
Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan
Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter
12 Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut
121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap
karakteristik venturimeter
122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan
divergen terhadap karakteristik venturimeter
13 Batasan Operasional
131 Analisis
Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk
mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian
ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan
panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik
venturimeter
132 Variasi
Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI
1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran
diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian
konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
xi
DAFTAR GRAFIK
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II 28
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV 28 Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III 30 Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV 30 Grafik 45 Hubungan antara debit aktual yang diberikan dengan selisih
tinggi air raksa (Δh) 32
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38
Lampiran 2 Contoh perhitungan 39
Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49
Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51
Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52
Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55
xiii
INTISARI
Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006
Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm
Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif
1
BAB I
PENDAHULUAN
11 Alasan Pemilihan Judul
Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran
fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika
aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan
pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip
Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter
Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat
yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada
penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada
kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja
pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja
venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida
Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter
Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju
aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran
sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang
berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen
yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu
Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan
kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas
penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil
(leher)
2
Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka
penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran
Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan
Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter
12 Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut
121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap
karakteristik venturimeter
122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan
divergen terhadap karakteristik venturimeter
13 Batasan Operasional
131 Analisis
Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk
mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian
ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan
panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik
venturimeter
132 Variasi
Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI
1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran
diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian
konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Venturimeter 38
Lampiran 2 Contoh perhitungan 39
Lampiran 3 Perhitungan dengan menggunakan Microsoft Excel 49
Lampiran 4 Tabel hasil perhitungan 51
Lampiran 5 Grafik-grafik hasil perhitungan 52
Lampiran 6 Foto-Foto Penelitian 55
xiii
INTISARI
Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006
Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm
Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif
1
BAB I
PENDAHULUAN
11 Alasan Pemilihan Judul
Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran
fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika
aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan
pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip
Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter
Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat
yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada
penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada
kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja
pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja
venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida
Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter
Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju
aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran
sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang
berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen
yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu
Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan
kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas
penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil
(leher)
2
Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka
penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran
Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan
Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter
12 Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut
121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap
karakteristik venturimeter
122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan
divergen terhadap karakteristik venturimeter
13 Batasan Operasional
131 Analisis
Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk
mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian
ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan
panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik
venturimeter
132 Variasi
Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI
1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran
diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian
konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
xiii
INTISARI
Analisis Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter Priyo Prayogo Ir Hermawan MSi Basyirun SPd MT 2006
Salah satu penerapan prinsip Bernoulli adalah venturimeter Venturimeter adalah salah satu alat pengukur laju aliran volume (debit) Penelitian ini adalah untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter Permasalahannya adalah bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) dan pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan pengaruh panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
Instrumen penelitian ini adalah 4 (empat) buah venturimeter yang terbuat dari bahan resin yang di cor Venturimeter I dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter II dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm Venturimeter III dengan diameter leher 18 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter leher dan panjang bagian konvergen dan divergen serta laju aliran volume yang diberikan Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini adalah selisih tinggi air raksa tekanan fluida debit teoritis dan kecepatan fluida Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini penulis membagi dalam beberapa tahap (a) Variasi diameter leher (throat) venturimeter yaitu untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm dan untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (b) Variasi panjang bagian konvergen dan divergen yaitu untuk diameter leher (throat) 18 mm dan untuk diameter leher (throat) 12 mm
Dari pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa venturimeter dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm selisih tinggi air raksa (Δh) yang paling tinggi adalah venturimeter IV dengan diameter leher 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV lebih responsif
1
BAB I
PENDAHULUAN
11 Alasan Pemilihan Judul
Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran
fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika
aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan
pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip
Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter
Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat
yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada
penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada
kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja
pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja
venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida
Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter
Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju
aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran
sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang
berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen
yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu
Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan
kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas
penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil
(leher)
2
Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka
penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran
Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan
Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter
12 Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut
121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap
karakteristik venturimeter
122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan
divergen terhadap karakteristik venturimeter
13 Batasan Operasional
131 Analisis
Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk
mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian
ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan
panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik
venturimeter
132 Variasi
Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI
1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran
diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian
konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
1
BAB I
PENDAHULUAN
11 Alasan Pemilihan Judul
Prinsip Bernoulli yang menyelidiki perilaku dari suatu aliran
fluida ideal yang melintas pada suatu pipa menyatakan bahwa ketika
aliran fluida dengan cepat melalui bagian yang sempit maka tekanan
pada fluida tersebut akan menurun Salah satu penerapan dari prinsip
Bernoulli adalah aliran yang melalui venturimeter
Pada kehidupan sehari-hari sering kita menjumpai berbagai alat
yang cara kerja atau prinsipnya menggunakan venturi misalnya pada
penyemprot anti nyamuk spet (spray) untuk mengecat karburator pada
kendaraan bermotor venturimeter dan lain-sebagainya Prinsip kerja
pada peralatan tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip kerja
venturi yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan pada aliran fluida
Salah satu penerapan prinsip kerja venturi adalah Venturimeter
Venturimeter adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju
aliran volume (debit) Alat ini terdiri dari bagian hulu yang berukuran
sama dengan pipa bagian kerucut konvergen bagian leher yang
berdiameter lebih kecil dari diameter hulu dan bagian kerucut divergen
yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu
Aliran pada venturimeter akan mengalami perubahan tekanan dan
kecepatan Perubahan tersebut dikarenakan adanya perubahan luas
penampang saluran dari luasan yang besar (hulu) menuju luasan kecil
(leher)
2
Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka
penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran
Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan
Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter
12 Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut
121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap
karakteristik venturimeter
122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan
divergen terhadap karakteristik venturimeter
13 Batasan Operasional
131 Analisis
Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk
mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian
ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan
panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik
venturimeter
132 Variasi
Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI
1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran
diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian
konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
2
Untuk mengetahui secara aktual tentang venturimeter maka
penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Variasi Ukuran
Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian Konvergen Dan
Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter
12 Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut
121 Bagaimanakah pengaruh perbedaan diameter leher (throat) terhadap
karakteristik venturimeter
122 Bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang bagian konvergen dan
divergen terhadap karakteristik venturimeter
13 Batasan Operasional
131 Analisis
Adalah suatu penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk
mengetahui keadaan yang sebenarnya (KBBI 1998) Pada penelitian
ini menyelidiki pengaruh dari variasi diameter leher (throat) dan
panjang bagian konvergen dan divergen terhadap karakteristik
venturimeter
132 Variasi
Adalah keadaan atau hasil perubahan dari keadaan semula (KBBI
1998) Pada penelitian ini perubahan yang dimaksud adalah ukuran
diameter leher (throat) yaitu 18 mm dan 12 mm dan panjang bagian
konvergen dan divergen yaitu 18 mm dan 5 mm
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
3
133 Karakteristik
Adalah mempunyai sifat khas sesuai dengan perwatakan tertentu
(KBBI 1990) Karakteristik pada penelitian ini adalah mengenai
perbedaan-perbedaan atau perubahan-perubahan yang terjadi pada
kinerja venturimeter Kinerja venturimeter itu sendiri dapat diketahui
pada pengukuran selisih tinggi air raksa (Δh) yang mencerminkan
besarnya selisih tekanan (Δp) dan selisih kecepatan (ΔV) yang terjadi
pada venturimeter
134 Venturimeter
Adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volume (debit)
14 Tujuan dan Manfaat Penelitian
141 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh ukuran diameter leher (throat) dan panjang bagian konvergen
dan divergen terhadap karakteristik venturimeter
142 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah secara teoritis dapat
menambah pengetahuan tentang prinsip kerja venturimeter dan secara
praktis dapat dipergunakan sebagai dasar dan pertimbangan untuk
mendesain suatu peralatan yang cara kerjanya menggunakan prinsip
kerja venturi
Diperoleh seperangkat peralatan yang dapat mengungkapkan
salah satu fenomena venturimeter
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
4
15 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai
berikut
Bagian awal dari tugas akhir ini berisi halaman judul halaman
pengesahan motto dan persembahan kata pengantar daftar isi daftar
tabel daftar gambar daftar lampiran dan intisari
Bagian isi terdiri dari lima bab yang meliputi BAB I
Pendahuluan yang berisi tentang alasan pemilihan judul permasalahan
batasan operasional tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan BAB II Landasan teori dan hipotesis yang membahas teori-
teori yang berhubungan dengan permasalahan skripsi yaitu teori tentang
venturimeter sifat-sifat fluida jenis-jenis aliran persamaan kontinuitas
persamaan Bernoulli dan hipotesis BAB III Metodologi penelitian
yang menjelaskan tentang metode penelitian yaitu variabel penelitian
metode pengumpulan data dan metode analisa data BAB IV Hasil
penelitian dan pebahasan BAB V Simpulan dan saran
Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan
lampiran-lampiran
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS
21 Landasan Teori
211 Venturimeter
Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran dalam pipa Alat ini terdiri dari (1) bagian hulu
yang berukuran sama dengan pipa Pada bagian ini dipasang
manometer diferensial (2) bagian kerucut konvergen (3) bagian leher
yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari
diameter hulu Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial
(4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran
sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja 2002)
Gambar 21 Venturimeter
l1 l2 l3 l4
D1 D2
Manometer diferensial
Keterangan gambar
D1 = diameter hulu venturi
D2 = diameter throat (leher venturi)
l1 = panjang hulu venturi
l2 = panjang bagian konvergen
l3 = panjang throat (leher
venturi) l4 = panjang bagian divergen
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
6
212 Sifat-sifat Fluida
2121 Kerapatan (ρ)
Kerapatan (density) adalah massa per satuan volume Dapat
juga diartikan sebagai ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan
dinyatakan dengan massa per satuan volume (Sudarja 2002)
Vm
=ρ (21)
dengan
ρ = kerapatan (kgm3)
m = massa (kg)
V = volume (m3)
Kerapatan relatif atau Spesific Grafity (SG) adalah
perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada
sebuah temperatur tertentu Biasanya temperatur tersebut adalah 4 oC
dengan kerapatan air 1000 kgm3 (Bruce R Munson Donald F
Young Theodore H Okiishi 2004)
air
SGρρ
= (22)
dengan
SG = Spesific Grafity atau kerapatan relatif
ρ = kerapatan (density) (kgm3)
airρ = kerapatan (density) air = 1000 kgm3
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
7
2122 Berat jenis (γ)
Berat jenis atau specific weight (γ) suatu zat adalah berat per
satuan volume zat tersebut atau merupakan perkalian dari kerapatan
( ρ ) dengan percepatan gravitasi bumi (g) (Sudarja 2002)
VWg == ργ (23)
dengan
γ = berat jenis (Nm3)
ρ = kerapatan (kgm3)
g = percepatan gravitasi (ms2)
W = berat (N)
V = volume (m3)
2123 Volume jenis (v)
Volume jenis atau specific volume (v) dari suatu zat adalah
volume yang ditempati oleh satu satuan massa zat tersebut atau
merupakan kebalikan dari kerapatan
v = mV (24)
atau
v = ρ1 (25)
dengan
v = volume jenis (m3kg)
ρ = kerapatan (kgm3)
V = volume (m3)
m = massa (kg)
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
8
2124 Viskositas
Viskositas dinamis atau viskositas absolute (μ) adalah ukuran
ketahanan fluida terhadap deformasi (perubahan bentuk) terhadap
tegangan geser ataupun deformasi sudut (angular deformation)
Timbulnya viskositas disebabkan oleh gaya kohesi dan pertukaran
momentum dari molekul-molekul fluida
Gambar 22 Profil kecepatan dan gradien kecepatan
(Sudarja 2002)
Tegangan geser yang timbul
dyduμτ = atau
dyduτμ = (26)
dengan
τ = tegangan geser (Nm2)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
dydu = gradien kecepatan setiap harga y
Δu
Δy
y
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
9
Perubahan tekanan dan suhu dapat mempengaruhi besarnya
viskositas Dalam perhitungan praktis perubahan viskositas karena
perubahan tekanan bisa diabaikan karena sangat kecil Yang sangat
berpengaruh adalah karena perubahan suhu
Untuk zat cair (liquid) viskositas banyak dipengaruhi oleh
gaya kohesi antar molekul Bila suhu naik gaya kohesi akan
berkurang sehingga viskositasnya akan berkurang Jadi kenaikan
suhu pada zat cair akan menurunkan viskositasnya
Untuk gas viskositas banyak dipengaruhi oleh pertukaran
momentum antar molekul Bila suhu naik pertukaran momentum
antar molekul akan bertambah Jadi kenaikan suhu pada gas akan
menaikan viskositasnya
Viskositas kinematis (υ) adalah perbandingan (ratio) antara
viskositas dinamis dengan massa jenis
ρμυ = helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(27)
dengan
υ = viskositas kinematis (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
10
2125 Tekanan (p)
Tekanan fluida dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua
arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang Dalam bidang datar
yang sama kekuatan tekan dalam suatu cairan sama (Ranald VGiles
1984)
Tekanan dinyatakan sebagai gaya dibagi oleh luas Untuk
keadaan-keadaan dimana gaya (P) terdistribusi merata diatas suatu
luas (A) maka
APp = (28)
dengan
p = tekanan fluida (Pa atau Nm2)
P = gaya (N)
A = luas (m2)
Perbedaan tekanan pada dua titik pada ketinggian yang
berbeda dalam suatu fluida adalah
)( 1212 hhgpp minus=minus ρ (29)
dengan
ρg = satuan berat cairan (Nm3)
h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m)
Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik
menggunakan manometer diferensial
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
11
Dari gambar (a)
pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 (210)
Dari gambar (b)
pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2
pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 (211)
213 Jenis-jenis Aliran
2131 Aliran laminer dan turbulen
Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan
yang halus (smooth) berbentuk lapisan-lapisan dimana satu lapis
fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain Dalam aliran
laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya
turbulensi (Sudarja 2002)
Gambar 23 Manometer Diferensial (Sudarja 2002)
z
γ1
γ2
γ3
A
B
(a)
z
γ2 γ1
γ3
B A
(b)
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
12
Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita
jumpai dalam bidang teknik Pada aliran turbulen partikel fluida
bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan
terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian
fluida yang lain Pada aliran turbulen tegangan geser yang timbul
akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer sehingga
kerugiannyapun juga lebih besar
Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen
tergantung bilangan Reynold (Reynold number)nya
υμρ VdVd
==Re (212)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
d = diameter dalam pipa (m)
υ = viskositas kinematik (m2s)
μ = viskositas dinamis (Nsm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
Bilangan Reynold (Re) lt 2000 aliran laminer
Re = 2000 ds 4000 transisi cenderung berubah menjadi
turbulen Re gt 4000 aliran turbulen penuh
2132 Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow)
Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per
satuan waktu adalah konstan
Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir
per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
13
2133 Aliran fluida ideal dan riil
Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless)
sehingga proses alirannya tanpa kerugian (lossfree) Pengasumsian
suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu
menganalisis kondisi aliran
Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan sehingga
alirannya mengalami kerugian
214 Persamaam Kontinuitas
Untuk aliran mantap massa fluida yang melalui semua bagian
dalam aliran fluida per satuan waktu adalah sama Persamaannya
adalah (Ranald VGiles 1984)
ρ1A1V1 = ρ2A2V2 (213)
Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka
persamaan tersebut menjadi
A1V1 = A2V2 atau Q1 = Q2 (214)
dengan
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
V1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua
(ms) Q = laju aliran volume (m3s)
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
14
215 Persamaan Bernoulli
Persamaan 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 (Bruce R Munson Donald F Young
Theodore H Okiishi 2004) Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
zVp γρ ++ 2
21 = konstan (215)
atau
=++ gzVp2
2
ρkonstan (216)
atau
=++ zg
Vp2
2
γkonstan (217)
dengan
V = kecepatan rata-rata (ms)
p = tekanan (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
z = ketinggian (m)
γ = berat jenis (Nm3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Persamaan Bernoulli untuk dua titik
22
2212
11 21
21 zVpzVp γργρ ++=++ (218)
atau
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
15
2
222
1
211
22z
gVp
zg
Vp++=++
γγ (219)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
γ = berat jenis (Nm3)
z1 = elevasi di titik satu (m)
z2 = elevasi di titik dua (m)
Untuk menggunakan persamaan Bernoulli kita harus
mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal (2) alirannya
mantapsteady flow (3) alirannya tak mampu mampat Persamaan
Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus
Bila alirannya horisontal (z1 = z2) maka persamaan Bernoulli
menjadi
222
211 2
121 VpVp ρρ +=+ (220)
dengan
V1 = kecepatan rata-rata di titik satu (ms)
V2 = kecepatan rata-rata di titik dua (ms)
p1 = tekanan di titik satu (Nm2)
p2 = tekanan di titik dua (Nm2)
ρ = kerapatan (kgm3)
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
16
Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah
dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1ndashz2) kedalam persamaan
Kombinasi dari persamaan kontinuitas (214) dengan
persamaan Bernoulli (220) menghasilkan persamaan laju aliran
teoritis
Q = A2 ])(1[
)(22
1
2
21
AA
pp
minus
minus
ρ (221)
dengan
Q = laju aliran (m3s)
A1 = luas penampang bagian satu (m2)
A2 = luas penampang bagian dua (m2)
p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan
ρ = kerapatan (kgm3)
Catatan A2 lt A1
Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju
aliran yang terukur sebenarnya ini karena berbagai perbedaan antara
ldquodunia nyatardquo dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam
penurunanpenggunaan persamaan Bernoulli Perbedaan ini dapat
mencapai 1 ndash 40 (Bruce R Munson Donald F Young Theodore H
Okiishi 2004)
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
17
22 Hipotesa
Bahwa dalam aliran fluida yang melewati venturi atau
venturimeter akan mengalami perubahan tekanan Tekanan fluida pada
leher (throat) venturi akan lebih rendah dibandingkan pada hulu venturi
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
31 Variabel Penelitian
311 Variabel bebas
Adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya variabel
terikat Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah
diameter leher venturimeter serta panjang bagian konvergen dan
divergen
312 Variabel berikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variabel bebas
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah selisih
tinggi air raksa (Δh) selisih tekanan (Δp) debit teoritis dan selisih
kecepatan (ΔV)
32 Pengumpulan Data
321 Metode pengumpulan data
3211 Studi literatur
Studi literatur yaitu suatu metode yang dilakukan untuk
mendapatkan bahan-bahan acuan guna mendukung penyelesaian
penelitian dengan cara mempelajari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan penelitian
3212 Eksperimental
Studi eksperimental untuk mengambil data-data secara
langsung dari pengujian yang dilakukan
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
19
3213 Metode Analisis
Adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara
menganalisa data-data dari hasil pengujian dengan menggunakan
rumus-rumus dari buku referensi yang relevan
322 Instumen penelitian
3221 Alat kerja
- Rangkaian pompa
Adapun instalasi alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah
Gambar 31 Instalasi penelitian
Keterangan gambar
1 Tandon air reservoar
2 Pipa hisap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Katup pengatur debit
6 Rotameter flowmeter
7 Seksi uji (venturimeter)
8 Manometer Diferensial
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
20
- Spesifikasi pompa
Power Source = 220 V 50 Hz 1Oslash
Capacity = 43 LPM
Suction Lift = max 9 m
Suction and discharge pipe = 1
Out put = 125 watt
Total Head = max 33 m
Rpm = 2850
- Venturimeter
a Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter I
b Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Selanjutnya disebut venturimeter II
c Diameter hulu 28 mm diameter leher 18 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter III
d Diameter hulu 28 mm diameter leher 12 mm panjang leher
20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Selanjutnya disebut venturimeter IV
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
21
3222 Alat ukur
- Penggaris
- Rotameterflowmeter
- Manometer diferensial
3223 Lembar observasi
Pada tiap-tiap venturimeter akan didapat data sebagai berikut
Tabel 31 Lembar Observasi
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
30
25
20
15
10
323 Proses pengambilan data
3231 Persiapan
Yaitu mempersiapkan peralatan untuk penelitian baik alat uji
maupun alat ukur serta melakukan uji coba peralatan tersebut
3232 Pelaksanaan
- Pasang tabung venturimeter
- Pompa dihidupkan
- Atur katup sehingga debit pada rotameter 30 LPM 25 LPM 20
LPM 15 LPM 10 LPM
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
22
- Pengukuran selisih ketinggian air raksa manometer diferensial
pada setiap debit yang ditentukan
- Pengukuran tersebut diulangi pada setiap venturimeter
324 Diagram alir penelitian
Gambar 32 Diagram alir penelitian
Studi Literatur
Persiapan
Aliran Air
Pembahasan
Kesimpulan
Venturimeter I Venturimeter II Venturimeter III Venturimeter IV
Data Data Data Data
Analisa Data
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
23
33 Analisa Data
Analisa data dalam penelitian ini adalah dengan teknik statistik
deskriptif yaitu suatu teknik yang digunakan untuk mendeskriptifkan
atau menyampaikan hasil penelitian dalam bentuk grafik
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
41 Hasil Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan seksi uji (venturimeter) yang terbuat
dari bahan resin yang dicor Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap
4 (empat) venturimeter dengan variasi diameter leher venturimeter dan
panjang bagian konvergen dan divergen diperoleh data-data sebagai berikut
411 Venturimeter I
Gambar 41 Venturimeter I
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 41 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter I dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 21 23 23 22333
3003 18 18 18 18
24024 13 13 14 13333
18018 10 10 10 10
12012 7 7 7 7
24
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
25
412 Venturimeter II
Gambar 42 Venturimeter II
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 18
mm
Tabel 42 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter II dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 118 118 119 11833
3003 82 82 83 82333
24024 55 55 56 55333
18018 34 34 35 34333
12012 20 21 21 20667
413 Venturimeter III
Gambar 43 Venturimeter III
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 18
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
26
Tabel 43 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter III dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 26 26 25 25667
3003 20 21 21 20667
24024 15 16 17 16
18018 13 13 12 12667
12012 10 10 10 10
414 Venturimeter IV
Gambar 44 Venturimeter IV
Venturimeter ini memiliki diameter hulu 28 mm diameter leher 12
mm panjang leher 20 mm panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Tabel 44 Data beda ketinggian air raksa pada manometer U untuk venturimeter IV dengan 5 (lima) variasi debit
Δh (mmHg) Q aktual
(LPM) 1 2 3
Δh rata-rata
(mmHg)
36036 123 125 122 12333
3003 89 93 91 91
24024 63 69 66 66
18018 44 47 45 45333
12012 29 28 29 28667
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
27
42 Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk memudahkan dalam menganalisa maka dalam penelitian ini
penulis membagi dalam beberapa tahap sebagai berikut
bull Variasi diameter leher (throat) venturimeter
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter I dengan venturimeter II
- Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm (D = 18 mm
dengan D = 12 mm) yaitu venturimeter III dengan venturimeter IV
bull Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
- Untuk diameter leher (throat) 18 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter I dengan venturimeter III
- Untuk diameter leher (throat) 12 mm (L = 18 mm dengan L = 5 mm)
yaitu venturimeter II dengan venturimeter IV
Berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari pengujian dan
setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan grafik sebagai berikut
421 Variasi diameter leher (throat) venturimeter
4211 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter II
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
28
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter II (D 12L 18)
Grafik 41 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter II
4212 Untuk panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
Venturimeter III dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
gi A
ir R
aksa
(mm
Hg)
Venturimeter III ( D 18L 5)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 42 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter III dan venturimeter IV
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
29
Berdasarkan grafik 41 dan 42 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
diameter leher (throat) yang berbeda dan panjang bagian konvergen dan
divergen sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu dikarenakan
dengan diameter leher (throat) yang berbeda maka kecepatan aliran yang
mengalir melaluinya juga berbeda sehingga tekanannya juga berbeda
Sehingga mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda pula
Dari dua grafik tersebut dapat dilihat bahwa selisih tinggi air raksa
(Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik per detik dan
tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti dengan
bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih tinggi air
raksa (Δh) yang dihasilkan
Dari grafik 41 dan 42 juga dapat diketahui bahwa venturimeter
dengan diameter leher (throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh)
lebih tinggi dibanding venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
Hal tersebut sejalan dengan hukum kontinuitas atau sesuai persamaan 214
422 Variasi panjang bagian konvergen dan divergen
4221 Untuk diameter leher (throat) 18 mm
Venturimeter I dan venturimeter III
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
30
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter I (D 18L 18)Venturimeter III (D 18L 5)
Grafik 43 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter I dan venturimeter III
4222 Untuk diameter leher (throat) 12 mm
Venturimeter II dan venturimeter IV
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa (m
mH
g)
Venturimeter II ( D 12L 18)Venturimeter IV (D 12L 5)
Grafik 44 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air
raksa (Δh) dari venturimeter II dan venturimeter IV
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
31
Berdasarkan grafik 43 dan 44 untuk grafik hubungan antara debit
aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh) dari dua venturimeter dengan
jarak bagian konvergen dan divergen yang berbeda dan diameter leher
(throat) sama diketahui bahwa dari perlakuan debit aktual yang sama
diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Hal itu berarti adanya
perbedaan panjang bagian konvergen dan divergen dapat mempengaruhi
selisih tinggi air raksa (Δh)
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) yang lebih tinggi dibanding venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm Hal tersebut dikarenakan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang pendek maka terjadi pengecilan
penampangdiameter yang lebih mendadak dibandingkan dengan panjang
bagian konvergen dan divergen yang panjang Dengan adanya perubahan
penampangdiameter yang mendadak maka aliran yang terjadi seperti
tertahan sehingga pada hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen
dan divergen pendek memiliki tekanan venturimeter lebih tinggi dibanding
hulu venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang
panjang Hal tersebut mengakibatkan selisih tinggi air raksa (Δh) pada
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen pendek
memiliki selisih tinggi air raksa yang lebih besar dibandingkan dengan
venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan divergen yang panjang
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
32
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik 45 Hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa
(Δh)
Berdasarkan grafik keempat venturimeter yang digabungkan dapat
diketahui bahwa
- Dengan perlakuan debit aktual (Q) yang sama pada keempat
venturimeter diperoleh selisih tinggi air raksa (Δh) yang berbeda Selisih
tinggi air raksa (Δh) yang terendah adalah pada debit 00002 meterkubik
per detik dan tertinggi pada debit 00006 meterkubik per detik Berarti
dengan bertambahnya debit yang diberikan maka bertambah juga selisih
tinggi air raksa (Δh) yang dihasilkan
- Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi
dibandingkan dengan venturimeter dengan diameter leher (throat) 18
mm
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
33
- Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dibandingkan dengan venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 18 mm
- Venturimeter IV (diameter leher 12 mm panjang bagian konvergen dan
divergen 5 mm) memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi
dibanding venturimeter I II dan III Hal tersebut menunjukan bahwa
venturimeter IV lebih responsif dibanding yang lain karena dengan
perubahan debit yang kecil sudah menunjukan perubahan selisih tinggi
air raksa (Δh) yang dapat terlihat Atau sebaliknya dengan perubahan
selisih tinggi air raksa (Δh) yang kecil sudah menunjukan perubahan
debit yang dapat terlihat
43 Keterbatasan Penelitian
Penelitian ini memiliki keterbatasan-keterbatasan karena beberepa
faktor yaitu
Faktor pertama adalah pada manusia (peneliti) meskipun sudah
berusaha seteliti dan secermat mungkin namun konsistensi kelelahan dan
daya tahan tubuh pada saat proses penelitian atau pengambilan data
Misalkan pada pengamatan selisih tinggi air raksa (Δh) pada manometer
diferensial dimungkinkan terjadi kekurang telitian dalam membaca
milimeter kolom walaupun kemungkinannya sangat kecil
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
34
Faktor kedua yaitu waktu pengambilan data hal ini berhubungan
dengan tegangan listrik yang masuk ke pompa Pengambilan data dilakukan
pada hari Sabtu dan Minggu antara pukul 1400 hingga pukul 1600 WIB
dengan tujuan tegangan listrik bisa stabil Namun masih ada kemungkinan
tegangan listrik yang masuk ke pompa berubah
Faktor ketiga adalah pada instalasi penelitian yaitu kehorisontalan
seksi uji Meskipun seksi uji sudah disejajarkan dengan rangka besi
mendatar namun dimungkinkan seksi uji tidak horisontal walaupun
kemungkinannya sangat kecil Pada instaslasi penelitian peneliti tidak
menggunakan saluran by pass Karena pada saat menggunakan by pass debit
yang masuk seksi uji lemah Hal tersebut disebabkan bila katupkran
pengatur debit pada saluran by pass dibuka maka aliran cenderung masuk ke
saluran by pass sehingga debit yang masuk ke seksi uji kecil
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
51 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang Analisis
Variasi Ukuran Diameter Leher (Throat) Dan Panjang Bagian
Konvergen dan Divergen Terhadap Karakteristik Venturimeter dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut
1 Dari perlakuan debit aktual yang sama pada keempat venturimeter
diperoleh selisih tinggi air raksa yang berbeda
2 Dari dua jenis venturimeter dengan diameter diameter leher (throat)
yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan diameter leher
(throat) 12 mm memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) lebih tinggi dari
pada venturimeter dengan diameter leher (throat) 18 mm
3 Dari dua jenis venturimeter dengan panjang bagian konvergen dan
divergen yang berbeda dapat diketahui bahwa venturimeter dengan
panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm memiliki selisih tinggi air
raksa (Δh) lebih tinggi dari pada venturimeter dengan panjang bagian
konvergen dan divergen 18 mm
4 Dari 4 (empat) venturimeter yang diuji venturimeter IV dengan diameter
leher (throat) 12 mm dan panjang bagian konvergen dan divergen 5 mm
memiliki selisih tinggi air raksa (Δh) paling tinggi dibanding
venturimeter yang lain Hal tersebut menunjukan bahwa venturimeter IV
lebih responsif dibanding yang lain
35
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
36
52 Saran
1 Bagi peneliti yang tertarik pada kajian di bidang aliran fluida melalui
venturimeter disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang
pola aliran pada venturimeter
2 Paparan dalam skripsi ini adalah aliran fluida satu fase maka bagi
peneliti yang tertarik pada bidang kajian ini disarankan untuk dapat
melakukan penelitian lebih lanjut pada aliran dua fase
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
37
DAFTAR PUSTAKA
Giles Ranald V 1984 Mekanika Fluida dan Hidaulika Edisi Kedua Jakarta Erlangga
Munson Bruce R Young Donald F Okiishi Theodore H 2004 Mekanika Fluida Jilid I Edisi Keempat Jakarta Erlangga
Orianto M dan Pratikno 1989 Mekanika Fluida I BPFE Yogyakarta
Sudarja Mekanika Fluida Dasar Bahan Kuliah Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Yogyakarta UMY
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
38
Lampiran 1
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
39
Lampiran 2
Contoh Perhitungan
Dari data-data yang telah diperoleh dari penelitian dicari selisih tekanan
(Δh) debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) dengan menggunakan
persamaan yang terdapat pada BAB II skripsi ini
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ
= 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menentukan selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
40
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
3 Menentukan laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
41
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
42
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
4 Menentukan kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
43
Contoh perhitungan secara manual untuk mengetahui selisih tekanan (Δh)
debit teoritis (Qteori) dan kecepatan aliran (ΔV) adalah sebagai berikut
1 Menentukan berat jenis (γ)
airρ = 1000 3mkg
Hgρ = 13570 3mkg
Dari persamaan (23) VWg == ργ
gHgHg sdot= ργ = 13570 bull 98
= 132986 3mN
gairair sdot= ργ
= 1000 bull 98
= 9800 3mN
2 Menghitung selisih tekanan (Δp)
Dari persamaan (210)
pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1
atau
Δp = h2 γ2 + h3 γ3 - h1 γ1
= h2 γ2 - h1 γ1 + h3 γ3
= (h2 ndash h1) γ1 + h3 γ3
= (- h3 ) γ1 + h3 γ3
= h3 γ3 ndash h3 γ1
= (γ3 - γ1) h3
= (γHg ndash γair) Δh
Δp = (132986 ndash 9800) Δh
= 123186 bull Δh 2mN
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
44
Misal menghitung selisih tekanan (Δp) antara hulu dan leher venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Δh rata-rata = 22333 mmHg
Dikonversikan ke mHg Δh = 223331000 mHg
= 0022333 mHg
Jadi Δp = 123186 middot 0022333 = 2751154 2mN
= 27512 2mN
Perhitungan diatas berlaku untuk semua venturimeter (I II III dan IV)
3 Menghitung laju aliran (debit) teoritis
a Untuk venturimeter I dan III
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 18 mm = 18 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (18 x 10-3)2
= 2543 x 10-4 m2
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
45
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
10154610543211000
2105432 pQ
( )[ ]24
4130110002105432minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]1700110002105432 4
minusΔsdot
times= minus pQ
8292010002105432 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
2128292105432 4 pQ Δsdot
times= minus
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter I pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 2751154 2mN
Jadi Qteoritis = 82920100015427512105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000655 sm3
= 00007 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000655 times 60000 LPM
= 39304 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter I dan III (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 18 mm)
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
46
b Untuk venturimeter II dan IV
D1 = 28 mm = 28 x 10-3 m 211 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (28 x 10-3)2
= 6154 x 10-4 m2
D2 = 12 mm = 12 x 10-3 m 222 4
1 DA π=
= 025 bull 314 (12 x 10-3)2
= 113 x 10-4 m2
Dari persamaan (221)
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞⎜
⎝⎛minus
Δsdot=
2
1
2
2
1
2
AA
pAQρ
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛timestimes
minus
Δsdottimes=
minus
minus
minus2
4
4
4
1015461013111000
210131 pQ
( )[ ]24
184011000210131minusΔsdot
times= minus pQ
[ ]0337011000210131 4
minusΔsdot
times= minus pQ
9662601000210131 4
sdotΔsdot
times= minus pQ
264966210131 4 pQ Δsdot
times= minus
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
47
Menghitung Debit teoritis pada venturimeter II pada debit yang diberikan
36036 LPM
Diketahui Δp = 14577 2mN
Jadi Qteoritis = 829201000
145772105432 4
sdotsdot
times minus
= 0000620 sm3
= 00006 sm3
Dikonversikan ke LPM Q = 0000620 times 60000 LPM
= 37242 LPM
Perhitungan Qteoritis diatas berlaku untuk venturimeter II dan IV (diameter
hulu 28 mm dan diameter leher (throat) 12 mm)
4 Menghitung kecepatan (V)
Dari persamaan (24)
Q = A V
Q = A1 V1 = A2 V2
V1 = 1A
Q
V2 = 2A
Q
Menghitung kecepatan aliran pada hulu (V1) mialkan pada venturimeter I
dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A1 = 6154 x 10-4 m2
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
48
Maka V1 = 1A
Q
= 10 61540006550
4-times
= 1064 sm
Menghitung kecepatan aliran pada leher (throat) (V2) misalkan pada
venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qteoritis = 0000655 sm3
A2 = 2543 x 10-4 m2
Maka V2 = 2A
Q
= 10 25430006550
4-times
= 2576 sm
Jadi selisih kecepatan (ΔV) antara hulu dan leher (throat) venturimeter I
pada debit yang diberikan 36036 LPM adalah
ΔV = V2 - V1
= 2576 - 1064
= 1512 sm
5 Menentukan Koefisian venturimeter (Cv)
Cv = teori
aktual
Misalkan pada venturimeter I dengan debit yang diberikan 36036 LPM
Diketahui Qaktual = 36036 LPM
Qteoritis = 39304 LPM
Maka Cv = 3043903636
= 09169
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
49
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
50
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
51
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
52
Lampiran 5 Grafik-grafik Hasil Perhitungan
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan Δh (mmHg)
0102030405060708090
100110120130
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ingg
i Air
Rak
sa
(mm
Hg)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tinggi air raksa (Δh)
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
53
Hubungan Antara Q (LPM) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) dengan Δp (Pa)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Selis
ih T
ekan
an (P
a)
Venturimeter I (D 18 L 18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih tekanan (Δp)
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
54
Grafik Hubungan Antara Q (LPM) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Debit Aktual (LPM)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s) Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
Grafik Hubungan Antara Q (msup3s) Dengan ΔV (ms)
0
1
2
3
4
5
0 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007
Debit Aktual (msup3s)
Kec
epat
an p
ada
Lehe
r (m
s)
Venturimeter I (D 18 L18)
Venturimeter II (D 12 L 18)
Venturimeter III (D 18 L 5)
Venturimeter IV (D 12 L 5)
Grafik hubungan antara debit aktual (Q) dengan selisih kecepatan (ΔV)
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
55
Lampiran 6 Foto-foto Penelitian
Foto 1 Instalasi Penelitian
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
56
Foto 2 Flowmeter
Foto 3 Manometer U
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
57
Foto 4 Katupkran pengatur debit
Foto 5 Pemasangan Seksi uji
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-
58
Foto 6 Venturimeter I dan II
Foto 7 Venturimeter III dan IV
- Bagian Depanpdf
- Isi amp Lamp 2 5 6pdf
-