I.
II.
Tujuan Praktikum 1. Men Menentu entuka kan n deb debit aktu aktual al (Qaktual) aliran aliran fluida fluida menggu menggunak nakan an prinsi prinsip p kerja kerja
hydraulic bench 2. Menentukan Menentukan pengaruh pengaruh suhu suhu terhadap terhadap debit debit aktual (Q Prinsip Dasar
)
aktual
Alat hydraulic bench memilki memilki prinsip prinsip kerja yaitu menggunakan menggunakan beban untuk menghitung menghitung debit aktual yang dihasilkan dihasilkan dari perhitunga perhitungan n waktu debit dari awal aliran hingga waktu saat tuas akan terangkat. Mekanisme yang digunakan adalah keset kesetim imba bang ngan an tuas. tuas. Mass Massaa debi debitt air air sama sama deng dengn n tiga tiga kali kali massa massa beba beban. n. Perbandingan ini berasal dari perbandingan antara lengan pada hydraulic bench yang diletakkan beban dengan lengan keseluruhan. Percbaan ini dilakukan tripl yaitu diulang !". Pada percbaan ini dilakukan # $ariasi debit. III.
Teori Dasar
%ydraulic &ench digunakan untuk memudahkan perhitungan debit air yang melalui suatu alat percbaan pada suatu percbaan sederhana dalam mekanika fluida. %ydraulic &ench yang digunakan dalam percbaan ini adalah %ydraulic &ench %l Mklll. Air disupl disuplai ai dari dari pmpa pmpa melalui melalui selang selang penghu penghubun bung g menuju menuju katup katup $al$e. $al$e. 'uplai air diatur dengan mengatur besar kacil bukaan katup &. Air kemudian masuk ke dalam alat percbaan dan kemudian keluar melaui crng dan terus ke pipa. Air Air tersebut masuk ke dalam bak penimbang air. &ak penampung ini ditahan dengan dengan bak penimb penimbang ang.. Pada Pada ujung ujung balk balk lainny lainnyaa terdap terdapat at pembera pemberatt yang yang digant digantung ung.. Pada Pada saat saat bak penampung penampung ksng ksng maka maka berat berat bak sama dengan dengan pemberat. umus*rumus yang digunakan pada percbaan ini adalah sebagai berikut+
M air - , air " / air / air - Qaktual " t rata*rata Keterangan : M = Massa air Volume air
, - Massa jenis air
V=
Q - ebit air
t - 0aktu yang diperlukan tuas akan bergerak naik
ambar 1. %ydraulic &ench
eterangan bagian bagian hydraulic bench+ • •
Pmpa + untuk mengalirkan air ke dalam pipa ran pengatur debit + kran ini digunakan untuk mengatur debit air yang
diinginkan dalam percbaan tetapi kran ini tidak memiliki skala. • Pipe + Pipa untuk menyalurkan air menuju bak penimbangan. Pipa berwarna bening untuk mengetahui apakah debit sudah stabil saat waktu mulai dihitung • Drain pipe + Drain pipe digunakan untuk mengalirkan air dari pipa menuju bak penimbangan air. • Measuring tank + digunakan untuk menimbang banyaknya air yang dihasilkan leh debit tersebut • Lower tank + menampung air yang dibuang dari bak penimbangan melalui drain valve untuk kemudian di gunakan kembali dalam prses pengaliran air • • • •
IV.
melaluui pipa Drain valve + untuk membuang air dari bak penimbangan Power cut of switch + untuk menyalakan dan mematikan hydraulic bench Bench supply valve + untuk membuka dan menutup drain valve Weight beam + untuk meletakan beban penahan bak penimbangan air
Tabel Data Awal Massa &eban Massa Air 'uhu Awal 'uhu Akhir , air
- 2# - 3# - 24 - 24 - 7747738
Variasi
1
t1 !84
kg kg 5 6 5 6 kg9m! t (s) t2 !38
trata-rata t3 !!2
!#54443
2 ! 8 #
8!! !18 151# 447
!:1 27# 1547 318
884 287 7#5 31#
82 2:4 1511!!! 477!!!!!!
;abel 1. Pengambilan ata
V.
Pengolaan Data
a. Massa air
- ! < Massa beban - ! < 2# kg - 3# kg b. Masaa jenis air (ρ air ) di perleh dari !uu ("#) Densitas (kg$m3) 5 777: # 1555 1# 7773 25 7771 2# 77:2 !5 773 !# 77#3 85 7722 #5 7:: 45 7:!2 35 733: :5 731: 75 74#! 155 7#:8 ;abel 2. %ubungan 'uhu dan ensitas ('umber+ =innemre 2552)
1020 f(x) = 1038.21 x!0.01 1000 = 0.68 f(x) = ! "# 0x2 ! 0.0$x % 1000.91 980 "# = 1 Densitas (kg/m3) 960 940 920 0
20 40 60 80 100 120
Suhu (0C)
ambar 2. rafik %ubungan 'uhu dan ensitas ('umber+ =innemre 2552)
iperleh persamaan y - *5.55!7" 2 * 5.58:3" > 1555.7 y - *5.55!7(24) 2 * 5.58:3(24) > 1555.7 y - *2.4!48 ? 1.2442 > 1555.7 y - 7747738 dengan mensubstitusi "- 24 (temperatur yang diukur pada aliran air) maka diperleh y- 7747738. engan demikian diperleh lah ρ air sebesar 7747738 kg9m! c. Menghitung ebit Aktual
Q aktual -
V air t rata −rata -
Variasi 1 %engan
Q aktual -
M air ρair .t rata rata −
3. massa beban
ρair .t rata rata −
t rata − rata=3,506667 s
V air t rata −rata -
M air ρair .t rata rata −
3. massa beban
ρair .t rata rata −
7,5 kg
Q aktual -
996,9974 kg / m 3 . 3,506667 s
Q actual - 555218#228 m!9s
Variasi 2 %engan t rata rata 4,2 s −
Q aktual -
V air t rata −rata -
=
M air ρair .t rata rata −
3. massa beban
ρair .t rata rata −
7,5 kg
Q aktual -
996,9974 kg / m 3 . 4,2 s
Q actual - 5551371572 m!9s Variasi 3 %engan t rata− rata =2,86 s
Q aktual -
V air t rata −rata -
M air ρair .t rata rata −
3. massa beban
ρair .t rata rata −
7,5 kg
Q aktual -
996,9974 kg / m 3 . 2,86 s
Q actual - 55524!523# m !9s Variasi & %engan t rata rata 10,11333 s −
Q aktual -
V air t rata −rata -
=
M air ρair .t rata rata −
3. massa beban
ρair .t rata rata −
7,5 kg
Q aktual -
996,9974 kg / m 3 . 10,113336 s
Q actual - 555538!:27 m !9s Variasi ' %engan t rata− rata =6,99333333 s
Q aktual -
V air t rata −rata -
M air ρair .t rata rata −
3. massa beban
ρair .t rata rata −
7,5 kg
Q aktual -
996,9974 kg / m 3 . 6,99333333 s
Q actual - 555153#4: m !9s
Variasi
mair(g)
trata-rata
aktual(m3$s)
1
3#
!#54443
555218#228
2
3#
82
5551371572
!
3#
2:4
55524!523#
8
3#
1511!!!
555538!:27
#
3#
477!!!!!!
555153#4:
;abel !. 0aktu rata* rata dan ebit Aktual
VI.
Analisis *.1 Analisis A
Hydraulic bench merupakan alat untuk menghitung debit aktual. 6ara kerjanya adalah dengan mengalirkan air dalam suatu debit tertentu kedalam pipa terbuka alat ini. 'etelah air dalam pipa berada pada debit yang stabil air akan terus melaju menuju bak penampungan air. &ak penampungan air saa t ksng beratnya sama dengan beban penahan yang ada di sebelahnya. Air akan masuk kedalam bak penampungan air tersebut. 'etelah bak terisi air melebihi beban penahan beban akan terangkat. 'aat itu perhitungan waktu dimulai. 'etelah beban penahan terangkat tambahkan beban agar tuas beban penahan kembali turun. 'etelah air dalam bak penahan kembali terisi tuas akan mulai terangkat. 'aat tuas mulai terangkat lagi waktu perhitungan dihentikan. 'aat tuas terangkat kembali massa air dalam bak penampung sama dengan tiga kali massa beban yang ditambahkan saat percbaan. Pada percbaan %ydraulic &ench ini perlu diperhatikan bahwa perbandingan massa air dengan massa beban adalah massa air - !" massa beban. Perbandingan ini didapatkan dari perbandingan antara panjang lengan yang diletakkan beban dengan panjang lengan keseluruhan. 'eperti terlihat pada gambar +
Mis + @& + @A - 1 + !
Maka +
M B
L A
M A
L B
-
'ehingga
M& - ! MA
ari persamaan di atas didapatkan bahwa panjang lengan dengan massa beban berbanding terbalik. 'emakin panjang lengan maka beban yang dibutuhkan semakin kecil dan semakin pendek lengan beban yang dibutuhkan untuk mencapai keseimbangan semakin besar. leh karena itu untuk mencapai keseimbangan pada hydraulic bench beban yang diletakkan pada lengan beban yang pendek harus semakin besar yaitu sebesar tiga kali lebih besar dibandingkan massa air yang terdapat pada lengan yang lebih panjang. ari table dan grafik hubungan suhu dan densitas dapat disimpulkan bahwa temperature memiliki hubungan dengan kerapatan dimana semakin tinggi temperatur air maka kerapatannya pun semakin kecil. %al ini disebabkan karena adanya penambahan $lume air yang digunakan sehingga membuat kerapatan air semakin kecil. Maka semakin tinggi temperature juga menyebabkan nilai debit juga meningkat. 12 10 f(x) = 2203181.64x2 ! 11041.98x % 16.81 8 "# = 0.99 6 trata!rata 4 2 0
0
0
0
0
Qaktual(m3/s)
0
0
ambar !. rafik %ubungan Q aktual dan trata*rata
ari grafik hasil dapat dilihat bahwa nilai debit aliran yang keluar berbanding terbalik dengan waktu yang dibutuhkan untuk terjadinya kesetimbangan artinya semakin besar waktu yang dibutuhkan maka semakin kecil debit alirannya dan semakin kecil waktu yang dibutuhkan maka semakin besar debit aliran yang keluar . Pada penggunaan hydraulic bench ini pastilah tidak tidak lepas dari kesalahan pengukuran misalnya saat mengukur waktu yang dibutuhkan (ketelitian saat penggunaan stpwatch) sehingga diperlukan beberapa kali pengukuran waktu pada satu $ariasi debit yang sama yaitu sebanyak tiga kali. iharapkan dengan tiga kali pengukuran waktu dan mendapatkan waktu rata*rata dari ketiga pengukuran tersebut (yang nantinya baru akan digunakan dalam menghitung debit) hasil yang diperleh dapat lebih akurat dibandingkan hanya dengan melakukan satu kali pengukuran waktu.
*.2 Analisis +
Aplikasi di &idang esehatan @ingkungan Hydraulic Bench merupakan alat untuk skala labratrium untuk pengukuran kecepatan maupun debit sederhana secara aktual. Hydraulic Bench dihubungkan dengan beberapa alat fluida seperti $enturimetri rificemeter rtameter dll. alam penglahan limbah cair hydraulic bench merupakan alat pembanding ketelitian debit limbah yang dialirkan dari satu aliran secara aktual bila dibandingkan dengan hasil perhitungan secara teritis. 'ehingga hydraulic bench dapat disebut sebagai alat penguji sederhana. Hydraulic Bench juga digunkan dalam mendisain alat ukur debit PAM agar dapat diketahui debit maksmum dan minimumnya sehingga dapat diketahui banyaknya paskan yang digunakan knsumen agar dapat memenuhi kebutuhan sehari ? hari. VII. esimpulan 1. ebit aktual (Q aktual ) yang di dapat dari praktikum adalah sebagai berikut+ a. /ariasi 1 ebit aktual 555218#228 m !9s b. /ariasi 2 ebit aktual 5551371572 m !9s c. /ariasi ! ebit aktual 55524!523# m !9s d. /ariasi 8 ebit aktual 555538!:27 m !9s e. /ariasi # ebit actual 555153#4: m !9s
2. 'emakin tinggi suhu menyebabkan nilai debit aktual (Q
aktual
) juga meningkat
VIII. Da,tar Pustaka iles nald /. 1775. eri Buku chaum !eori dan oal"oal Mekanika #luida
dan Hidraulika $disi %edua. Bakarta+ Penerbit Crlangga =innemre C. Bhn. 2552. #luid Mechanics with $ngineering Applications. Mcraw %ill+ Drth America.
@APAD PA;EFM MCADEA =@FEA MF@ 51
%GAF@E6 &CD6%
Dama Praktikan
+ Alisya =ebrianti
DEM
+ P13!!!11#852
elmpk9 'hift
+ 6 ( 11.55 *12.!5 0E& )
;anggal Praktikum
+ 1# Buni 2514
Asisten yang bertugas + ;iara ewi Eslami
PAM ';FE E/ C'C%A;AD @EDFDAD P@E;CDE C'C%A;AD CMCDC' &ADFD 2514