Edy Sriyono. Jurusan Teknik Sipil Universitas Janabadra 2013

dokumen-dokumen yang mirip
PERTEMUAN VII KINEMATIKA ZAT CAIR

Macam Aliran : Berdasarkan Cara Bergerak Partikel zat cair :

Mempelajari grafik gerak partikel zat cair tanpa meninjau gaya penyebab gerak tersebut.

PERSAMAAN BERNOULLI I PUTU GUSTAVE SURYANTARA P

Klasisifikasi Aliran:

HIDRODINAMIKA BAB I PENDAHULUAN

REYNOLDS NUMBER K E L O M P O K 4

FLUIDA DINAMIS. 1. PERSAMAAN KONTINUITAS Q = A 1.V 1 = A 2.V 2 = konstanta

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Pengaruh Elemen Meteorologi Untuk Irigasi. tanah dalam rangkaian proses siklus hidrologi.

Masalah aliran fluida dalam PIPA : Sistem Terbuka (Open channel) Sistem Tertutup Sistem Seri Sistem Parlel

KARAKTERISTIK ZAT CAIR Pendahuluan Aliran laminer Bilangan Reynold Aliran Turbulen Hukum Tahanan Gesek Aliran Laminer Dalam Pipa

Klasifikasi Aliran Fluida (Fluids Flow Classification)

(2) Dimana : = berat jenis ( N/m 3 ) g = percepatan gravitasi (m/dt 2 ) Rapat relatif (s) adalah perbandingan antara rapat massa suatu zat ( ) dan

MODUL KULIAH : MEKANIKA FLUIDA DAN HIROLIKA

Rumus bilangan Reynolds umumnya diberikan sebagai berikut:

BAB V KINEMATIKA FLUIDA

DINAMIKA FLUIDA. nurhidayah.staff.unja.ac.id

9. Dari gambar berikut, turunkan suatu rumus yang dikenal dengan rumus Darcy.

Aliran Turbulen (Turbulent Flow)

Pengantar Oseanografi V

Fluida atau zat alir adalah zat yang dapat mengalir. Zat cair dan gas adalah fluida. Karena jarak antara dua partikel di dalam fluida tidaklah tetap.

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Definisi Fluida

FISIKA FLUIDA YUSRON SUGIARTO, STP, MP, MSc yusronsugiarto.lecture.ub.ac.id. Didit kelas D: Arga kelas G:

Tegangan Permukaan. Fenomena Permukaan FLUIDA 2 TEP-FTP UB. Beberapa topik tegangan permukaan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Materi Kuliah: - Tegangan Permukaan - Fluida Mengalir - Kontinuitas - Persamaan Bernouli - Viskositas

II. TINJAUAN PUSTAKA

FLUIDA DINAMIS. GARIS ALIR ( Fluida yang mengalir) ada 2

JUDUL TUGAS AKHIR ANALISA KOEFISIEN GESEK PIPA ACRYLIC DIAMETER 0,5 INCHI, 1 INCHI, 1,5 INCHI

BAB II DASAR TEORI. m (2.1) V. Keterangan : ρ = massa jenis, kg/m 3 m = massa, kg V = volume, m 3

FLUIDA BERGERAK. Di dalam geraknya pada dasarnya dibedakan dalam 2 macam, yaitu : Aliran laminar / stasioner / streamline.

Laporan Praktikum Operasi Teknik Kimia I Efflux Time BAB I PENDAHULUAN

YAYASAN WIDYA BHAKTI SEKOLAH MENENGAH ATAS SANTA ANGELA TERAKREDITASI A

BAB II TEORI ALIRAN PANAS 7 BAB II TEORI ALIRAN PANAS. benda. Panas akan mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang

Oleh: STAVINI BELIA

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Definisi fluida

Bab III HIDROLIKA. Sub Kompetensi. Memberikan pengetahuan tentang hubungan analisis hidrolika dalam perencanaan drainase

PERTEMUAN III HIDROSTATISTIKA

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

FLUIDA. Staf Pengajar Fisika Departemen Fisika FMIPA Universitas Indonesia

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK KIMIA IV DINAMIKA PROSES PADA SISTEM PENGOSONGAN TANGKI. Disusun Oleh : Zeffa Aprilasani NIM :

BAB III LANDASAN TEORI

B. FLUIDA DINAMIS. Fluida 149

PERTEMUAN X PERSAMAAN MOMENTUM

Rumus Minimal. Debit Q = V/t Q = Av

FISIKA STATIKA FLUIDA SMK PERGURUAN CIKINI

BAB II. 2.1 Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohydro. lebih kecil. Menggunakan turbin, generator yang kecil yang sama seperti halnya PLTA.

PRINSIP DASAR HIDROLIKA

HIDROLIKA DAN JENIS ALIRAN DALAM SALURAN

MEKANIKA FLUIDA A. Statika Fluida

8. FLUIDA. Materi Kuliah. Staf Pengajar Fisika Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya

Sub Kompetensi. Bab III HIDROLIKA. Analisis Hidraulika. Saluran. Aliran Permukaan Bebas. Aliran Permukaan Tertekan

Aliran pada Saluran Tertutup (Pipa)

FLUIDA. Standar Kompetensi : 8. Menerapkan konsep dan prinsip pada mekanika klasik sistem kontinu (benda tegar dan fluida) dalam penyelesaian masalah.

2 a) Viskositas dinamik Viskositas dinamik adalah perbandingan tegangan geser dengan laju perubahannya, besar nilai viskositas dinamik tergantung dari

MEKANIKA FLUIDA DI SUSUN OLEH : ADE IRMA

Fisika Umum (MA101) Zat Padat dan Fluida Kerapatan dan Tekanan Gaya Apung Prinsip Archimedes Gerak Fluida

2 yang mempunyai posisi vertikal sama akan mempunyai tekanan yang sama. Laju Aliran Volume Laju aliran volume disebut juga debit aliran (Q) yaitu juml

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

1/24 FISIKA DASAR (TEKNIK SIPIL) FLUIDA. menu. Mirza Satriawan. Physics Dept. Gadjah Mada University Bulaksumur, Yogyakarta

Laporan Tugas Akhir Pembuatan Modul Praktikum Penentuan Karakterisasi Rangkaian Pompa BAB II LANDASAN TEORI

MEKANIKA FLUIDA. Ferianto Raharjo - Fisika Dasar - Mekanika Fluida

Model Matematika dan Analisanya Dari Pemenuhan Kebutuhan Air Bersih di Suatu Kompleks Perumahan

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

I PUTU GUSTAVE S. P., ST., M.Eng. MEKANIKA FLUIDA

BAB III PERALATAN DAN PROSEDUR PENGUJIAN

ALIRAN PADA PIPA. Oleh: Enung, ST.,M.Eng

LAJU ALIRAN MASSA DAN DEBIT ALIRAN (Ditujukan Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Mesin Fluida)

FENOMENA KEHILANGAN ENERGI PADA PIPA MENGGUNAKANPENDEKATANMODEL FISIK SKALA LABORATORIUM ABSTRAK

MATERI KULIAH MEKANIKA FLUIDA

Fisika Dasar I (FI-321) Mekanika Zat Padat dan Fluida

BAB II LANDASAN TEORI. bisa mengalami perubahan bentuk secara kontinyu atau terus-menerus bila terkena

FENOMENA PERPINDAHAN LANJUT

FLUIDA DINAMIS. Ciri-ciri umum dari aliran fluida :

KEHILANGAN HEAD ALIRAN AKIBAT PERUBAHAN PENAMPANG PIPA PVC DIAMETER 12,7 MM (0,5 INCHI) DAN 19,05 MM (0,75 INCHI).

BAB II DASAR TEORI. Aliran hele shaw..., Azwar Effendy, FT UI, 2008

Hidraulika Saluran Terbuka. Pendahuluan Djoko Luknanto Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan FT UGM

Aliran Fluida. Konsep Dasar

Pembicaraan fluida menjadi relatif sederhana, jika aliran dianggap tunak (streamline atau steady)

BAB II PRINSIP-PRINSIP DASAR HIDRAULIK

Panduan Praktikum 2012

PEMERINTAH KABUPATEN PURBALINGGA DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN SMA NEGERI 1 REMBANG Jalan Monumen Jenderal Soedirman Rembang Purbalingga 53356

DAFTAR ISI Novie Rofiul Jamiah, 2013

HIDROLIKA DAN JENIS ALIRAN DALAM SALURAN. Heri Suprapto

Fisika Dasar I (FI-321)

Jawaban Soal No Diameter pipa : D=150 mm = 0,15 m. Kekentalan Kinematik : Kecepatan Aliran :

Debit (1)_soal Kelas 6 SD. 1. Nilai dari cm 3 =... liter. A. 2 B. 3 C. 4 D Hasil dari 5 liter =... dm 3. A. 3 B. 4 C. 5 D.

Fisika Umum (MA-301) Sifat-sifat Zat Padat Gas Cair Plasma

MEKANIKA TANAH (CIV -205)

Hidraulika dan Mekanika Fuida

Soal No. 2 Seorang anak hendak menaikkan batu bermassa 1 ton dengan alat seperti gambar berikut!

Pertemuan 1 PENDAHULUAN Konsep Mekanika Fluida dan Hidrolika

MODEL BANGUNAN PENDUKUNG PINTU AIR PAK TANI BERBAHAN JENIS KAYU DAN BAN SEBAGAI PINTU IRIGASI

MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 11

METODOLOGI PENELITIAN. Waktu dan Tempat Penelitian. Alat dan Bahan Penelitian. Prosedur Penelitian

HIDROLIKA SALURAN TERTUTUP -PUKULAN AIR (WATER HAMMER)- SEBRIAN MIRDEKLIS BESELLY PUTRA TEKNIK PENGAIRAN

MODUL- 9 Fluida Science Center U i n versit itas Brawijijaya

Transkripsi:

Edy Sriyono Jurusan Teknik Sipil Universitas Janabadra 2013

Aliran Pipa vs Aliran Saluran Terbuka Aliran Pipa: Aliran Saluran Terbuka: Pipa terisi penuh dengan zat cair Perbedaan tekanan mengakibatkan aliran Gravitasi juga penting Pipa tidak penuh zat cair Perbedaan tekanan konstan Gravitasi menjadi tenaga pendorong Contoh: sungai dan bendung

Prinsip Dasar Aliran Zat Cair Riil Aliran Melalui Pipa Aliran Melalui Sistem Pipa

1.1. Pendahuluan 1.2. Jenis-jenis Aliran 1.3. Garis Arus dan Tabung Arus 1.4. Persamaan Dasar

1.1. Pendahuluan Zat cair: zat cair riil & zat cair ideal. Zat cair riil: zat cair yg memp kekentalan. Zat cair ideal: zat cair yg tdk memp kekentalan. Kekentalan krn adanya sifat kohesi ant partikel zat cair, yg menyebabkan perbedaan kecep partikel zat cair sepanjang aliran. Partikel zat cair yg berdekatan dg dinding batas akan diam, shg kecepnya = nol. Perub kecep fungsi jarak dr dinding batas. Makin jauh dr dinding batas, kecep akan makin besar. Aliran zat cair mempelajari gerak partikel zat cair tanpa meninjau gaya yg menyebabkan gerak tsb. Aliran zat cair riil = aliran viskos: aliran zat cair yg memp kekentalan (viskositas). Sifat kekentalan pd zat cair menyebabkan teg geser. Teg geser akan mengubah sebagian energi aliran jadi energi lain spt panas, suara dsb. Pengubahan bentuk energi ini mengakibatkan kehilangan energi (tenaga). Aliran zat cair riil riil: aliran laminer & aliran turbulen. Aliran laminer bila pengaruh kekentalan cukup dominan shg partikel-2 zat cair bergerak teratur membentuk lintasan lurus. Aliran laminer terjadi pd kondisi kekentalan besar dan kecep aliran kecil. Dg menurunnya kekentalan dan meningkatnya kecep, aliran akan berubah dr laminer jadi turbulen. Pd aliran turbulen, partikel-2 zat cair bergerak tdk teratur.

Pipa irigasi Pipa di atas sungai Pipa dan pompa Pipa air minum

Pipa pesat PLTA

1. 2. Jenis-jenis Aliran 1. Aliran Invisid dan Viskos 2. Aliran Kompresibel dan Tidak Kompresibel 3. Aliran Laminer dan Turbulen 4. Aliran Tetap dan Tidak Tetap 5. Aliran Seragam dan Tidak Seragam 6. Aliran Satu, Dua dan Tiga Dimensi 7. Aliran Rotasional dan Tidak Rotasional

1. Aliran Invisid dan Viskos Aliran invisid = Aliran zat cair ideal: Aliran yang tidak mempunyai kekentalan (kekentalan dianggap nol) Aliran viskos = Aliran zat cair riil: Aliran yang mempunyai kekentalan (kekentalan zat cair diperhitungkan, 0)

2. Aliran Kompresibel & Tak Kompresibel Aliran kompresibel: Aliran yang mempunyai rapat massa berubah terhadap perubahan tekanan. Aliran tak kompresibel : Aliran yang mempunyai rapat massa tidak berubah terhadap perubahan tekanan (rapat massa dianggap konstan)

3. Aliran Laminer dan Turbulen Percobaan Reynolds:

Garis lintasan tetap satu komponen kecepatan V ui Re 2100 Re 4000 Kecepatan sepanjang pipa tidak tetap dengan komponen acak normal terhadap sumbu V ui pipa + vj + wk

Increasing flow velocity

Reynolds mengklasifikasikan jenis aliran sesuai dengan gerakan zat cair: Aliran Laminar: setiap partikel zat cair mengikuti lintasan lurus yang sejajar dengan dinding batas tabung. Aliran Transisi: setiap partikel zat cair mengikuti lintasan bergelombang sejajar namun tidak sejajar dengan dinding batas tabung. Aliran Turbulen: setiap partikel zat cair mengikuti lintasan yang sangat kompleks yang menyebabkan pencampuran zat warna.

4. Aliran Tetap dan Tak Tetap Aliran tetap (steady flow): terjadi jika variabel aliran di sebarang titik pada zat cair tidak berubah terhadap waktu. Yang termasuk variabel aliran misalnya : kecepatan aliran V, tekanan p, rapat massa ρ, tampang aliran A, debit Q, dsb) Aliran tak tetap (unsteady flow): terjadi jika variabel aliran di sebarang titik pada zat cair berubah terhadap waktu.

Aliran Tetap dan Tidak Tetap Berdasarkan aspek waktu Steady and unsteady flow Steady flow: conditions at any point remain constant, but may differ from point to point. Velocities do not change with time. v t 0 x o,yo,zo Unsteady flow: velocities change with time. v t 0 x o,yo,zo 17

5. Aliran Seragam dan Tak Seragam Aliran seragam /beraturan (uniform): apabila tidak ada perubahan variabel aliran dari satu titik ke titik yang lain di sepanjang saluran. Aliran tidak seragam/tidak beraturan (non uniform) : Aliran tidak seragam/tidak beraturan (non uniform) : apabila ada perubahan variabel aliran dari satu titik ke titik yang lain di sepanjang saluran.

Aliran Seragam dan Tidak Seragam Berdasarkan aspek ruang Uniform and non-uniform flow Uniform flow: velocity is the same at any given point in the fluid. v s 0 t o Non-uniform flow: v s 0 t o 19

Examples The flow through a long uniform pipe diameter at a constant rate is steady uniform flow. The flow through a long uniform pipe diameter at a varying rate is unsteady uniform flow. The flow through a diverging pipe diameter at a constant rate is a steady non-uniform flow. The flow through a diverging pipe diameter at a varying rate is an unsteady non-uniform flow. 20

o o o

6. Aliran Satu, Dua, dan Tiga Dimensi Aliran satu dimensi : kecepatan di setiap titik pada tampang lintang mempunyai besar dan arah yang sama. Aliran dua dimensi : semua partikel dianggap mengalir dalam bidang sepanjang aliran, sehingga tidak ada aliran tegak lurus pada bidang tersebut. Aliran tiga dimensi : komponen kecepatan u, v, dan w adalah fungsi koordinat ruang x, y, dan z.

Aliran 1 D Aliran 2 D

7. Aliran Rotasional dan Tak Rotasional Aliran Rotasional: bila setiap partikel zat cair mempunyai kecepatan sudut (berotasi) terhadap pusat massanya. Aliran Tak Rotasional: bila setiap partikel zat cair tidak Aliran Tak Rotasional: bila setiap partikel zat cair tidak mempunyai kecepatan sudut (tidak berotasi) terhadap pusat massanya.

1.3. Garis Arus dan Tabung Arus Garis arus (stream line): adalah kurva khayal yang ditarik di dalam aliran zat cair untuk menunjukkan arah gerak di berbagai titik dalam aliran. Tabung arus: terbentuk jika sejumlah garis aliran Tabung arus: terbentuk jika sejumlah garis aliran ditarik melalui setiap titik di sekeliling suatu luasan kecil dalam aliran.

Garis Arus DA 2 Pusat Garis Aliran DA 1 Tabung Arus

1.4. Persamaan Dasar 1. Persamaan Kontinuitas 2. Persamaan Energi 3. Persamaan Momentum

1. Persamaan Kontinuitas DA 2 Pusat Garis Aliran DA 1 konstan

2. Persamaan Energi p V 2 Z konstan 2gg

3. Persamaan Momentum dm. dqdt. dv df. dqdt... dqv.( 2 V 1) dt Anggap distribusi kecepatan merata maka: FQV ( 2 V 1)

Percepatan Partikel Zat Cair Percepatan partikel zat cair yang bergerak didefinisikan sebagai laju perubahan kecepatan. Laju perubahan kecepatan bisa disebabkan oleh perubahan geometri medan aliran atau karena perubahan waktu.

Debit Aliran Debit aliran : jumlah zat cair yang mengalir melalui tampang lintang aliran tiap satu satuan waktu. Jumlah zat cair = volume zat cair Satuan volume : meter kubik, liter, galon, dsb) Satuan waktu : detik, menit, jam, hari, dsb)

Rumus Debit Q Vol t Dengan Q = debit Vol = volume t = waktu Q = A V Dengan : A = luas tampang aliran V = kecepatan aliran

Persamaan Kontinuitas Apabila zat cair kompresibel secara kontinu melalui pipa atau saluran, dengan tampang aliran konstan ataupun tidak konstan, maka volume zat cair yang lewat tiap satuan waktu adalah sama di semua tampang.

Rumus Untuk tampang/kecepatan berubah : A 1 V 1 = A 2 V 2 Q = AV = konstan Untuk percabangan : Q 1 = Q 2 + Q 3 Q = 0

Contoh Hitungan 1. Keran air dibuka dan mengalirkan air. Selama 10 detik air yang keluar ditampung dalam gelas ukur dan diperoleh bacaan volume sebanyak 2000 ml. Berapakah debit aliran yang melalui keran tersebut? Penyelesaian: Q Vol t 2 10 0,2 liter/detik

Contoh Hitungan 2. Suatu pancuran air untuk mandi warga desa ketika diukur dengan bak pengukur volume diperoleh volume 100 liter dalam waktu 40 detik. Berapakah debit pancuran tersebut? Penyelesaian: Q Vol t 100 40 2,5 liter/detik

Contoh Hitungan 3. Pipa dengan diameter 0,25 m mengalirkan air dengan kecepatan 1 m/d. Berapakah debit aliran? Apabila debit aliran dinaikkan menjadi 75 l/d, berapakah kecepatan aliran? Penyelesaian: Q A V 1 2 2 3 4 D V 1 4 0,25 1 0,049 m /d V Q A 0,075 0,25 0,25 2 1,53 m/d

Contoh Hitungan 4. Air mengalir di dalam pipa berdiameter 50 cm dengan kecepatan 1 m/detik. Berapakah debit aliran? Jika diameter pada ujung yang lain dari pipa tersebut adalah 100 cm (pipa berubah dengan teratur), berapakah kecepatan aliran pada ujung tersebut? Penyelesaian: Q A V V Q A 1 2 2 3 4 D V 0,196 0,25 1 1 4 2 0,5 1 0,25 m/d 0,196 m /d

Contoh Hitungan 5. Air mengalir melalui pipa 1 dengan diameter 30 cm yang kemudian bercabang menjadi dua pipa, yaitu pipa 2 dan pipa 3 yang masing-masing berdiameter 20 cm dan 15 cm. Kecepatan aliran di pipa 1 dan pipa 2 berturut-turut adalah 2 m/d dan 1,5 m/d. Hitung debit aliran melalui pipa 2 dan 3. Penyelesaian: 1 2 1 2 3 Q1 A1 V1 D1 V1 0,3 2 0,141 m /d 4 4 1 2 1 2 3 Q2 A2 V2 D2 V2 0,2 1,5 0,047 m /d 4 4 Q 3 Q1 - Q 2 0,141-0,047 0,094 m 3 /d

Contoh Hitungan 6. Air mengalir melalui pipa A dengan diameter 25 cm yang kemudian bercabang menjadi dua pipa, yaitu pipa B dan pipa C yang masing-masing berdiameter 10 cm dan 5 cm. Kecepatan aliran di pipa 2 adalah 0,5 kali kecepatan di pipa 1. Hitung debit aliran melalui pipa 2 dan 3.