BAB II DASAR TEORI 2.1 Definisi Fluida 2.2 Sifat-sifat .

2y ago
41 Views
2 Downloads
1.19 MB
19 Pages
Last View : 2m ago
Last Download : 2m ago
Upload by : Kamden Hassan
Transcription

BAB IIDASAR TEORI2.1 Definisi fluidaFluida dapat didefinisikan sebagai zat yang berubah bentuk secara kontinu bilaterkena tegangan geser. Fluida mempunyai molekul yang terpisah jauh, gaya antarmolekul kecil dari pada benda padat dan molekul-molekulnya lebih bebas bergerak,dengan demikian fluida lebih mudah terdeformasi.2.2 Sifat-sifat fluidaPrinsip dasar ini menyangkut konsep-konsep penting aliran fluida, karena sifatsifat fluida inilah yang mempengaruhi statika maupun dinamika dari fluida atauobyek yang ada pada fluida tersebut.2.2.1 Massa jenis (density)Massa jenis sebuah fluida, dilambangkan dengan huruf Yunani ρ (rho),didefinisikan sebagai massa fluida per satuan volume. Massa jenis biasanyadigunakan untuk mengkarakteristikkan massa sebuah sistem fluida. mV(2.1)Keterangan :ρ massa jenis, kg/m3m massa, kgV volume, m3Harga kerapatan suatu fluida berbeda dengan fluida lainnya, untuk cairanpengaruh tekanan dan temperatur sangat kecil terhadap harga kerapatan.TUGAS AKHIR4

Gambar 2.1 Grafik kerapatan air sebagai fungsi Temperatur2.2.2 Volume jenisVolume jenis, Ζ² adalah volume per satuan massa dan oleh karena itumerupakan kebalikan dari massa jenis (kerapatan). V1 m (2.2)Keterangan: volume jenis, m3/kgV volume, m3m massa, kgSifat ini tidak biasa digunakan dalam mekanika fluida, tetapi digunakandalam termodinamika.2.2.3 Berat jenis (specific weight)Berat jenis dari sebuah fluida, dilambangkan dengan huruf yunani Ξ³(gamma), didefinisikan sebagai berat fluida per satuan volume. Berat jenisberhubungan dengan kerapatan melalui persamaan:TUGAS AKHIR5

g(2.3)Keterangan:𝛾 berat jenis, N/m3𝜌 massa jenis (kerapatan), kg/m3𝑔 percepatan gravitasi, m/s2Seperti halnya kerapatan yang digunakan untuk mengkarakteristikan massasebuah sistem fluida, berat jenis digunakan untuk mengkarakteristikan berat darisistem tersebut.2.2.4 Gravitasi jenis (specific garavity)Gravitasi jenis sebuah fluida, dilambangkan sebagai SG. Didefinisikansebagai perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air padatemperatur tertentu. Biasanya temperatur tersebut adalah 4 C, dan pada temperaturini kerapatan air adalah 1000kg/m3. Dalam bentuk persamaan, gravitasi jenisdinyatakan sebagai :SG H o(2.4)22.2.5 Kekentalan (viscosity)Kekentalan atau viskositas adalah sifat fluida yang mendasari diberikannyatahanan terhadap tegangan geser oleh fluida tersebut. Jadi, viskositas disebabkanoleh gesekan secara molekular antar partikel fluida. Menurut hukum Newton untukaliran dalam plat sejajar adalah: TUGAS AKHIRdudy(2.5)6

Gambar 2.2 Perilaku sebuah fluida yang ditempatkan antara dua plat parallelFaktor konstanta μ adalah properti dari fluida yang dinamakan denganviskositas dinamik. Sangat sering dalam persoalan aliran fluida, viskositas munculdalam bentuk yang dikombinasikan dengan kecepatan sebagai: (2.6)Keterangan: Viskositas kinematik, m2/sμ viskositas dinamik, kg/m.sρ massa jenis, kg/m3Persamaan diatas disebut sebagai viskositas kinematik dan dilambangkandengan huruf Yunani (nu).TUGAS AKHIR7

Gambar 2.3 Variasi liner dari tegangan geser terhadap laju regangan geser untukfluida umum2.3 Persamaan kontinuitasPrinsip dasar persamaan-persamaan kontinuitas adalah massa tidak dapatdiciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Jadi massa dalam suatu sistem yang konstandapat dinyatakan dalam rumus: 1V1 dA1 2V 2 dA2(2.7)Merupakan persamaan kontinuitas aliran dalam kondisi steady. Jika alirantersebut mempunyai sifat incompressible dan stady flow, maka persamaannyamenjadi berikut:Q A1 𝑣 1 A2 𝑣 2(2.8)Keterangan:Q debit per satuan waktu, m3/sA1 luas penampang masuk batas sistem, m2TUGAS AKHIR8

𝑣1 kecepatan aliran masuk batas sistem, m/sA2 luas penampang keluar batas sistem, m2𝑣2 kecepatan aliran keluar batas sistem, m/s2.4 Persamaan BernoulliAda hubungan antara tekanan, kecepatan, dan ketinggian ditunjukkan denganpersamaan:P v2 gz konstan2(2.9)Persamaan ini dikenal sebagai persamaan Bernoulli untuk aliran inkompresibel,berlaku sepanjang garis arus, atau jika aliran irotasional berlaku pada semua titikdalam medan aliran.2.5 Aliran inkompressibel di dalam saluranAliran fluida dalam pipa dapat bersifat laminar, transisi, dan turbulen. Parameteryang digunakan untuk mengetahui jenis aliran tersebut adalah bilangan Reynolds(Re). Dari hasil analisa dimensional diperoleh persamaan:Re vD (2.10)Keterangan:ρ massa jenis, kg/m3𝑣 kecepatan rata-rata, m/sD diameter, mΞΌ viskositas dinamik, kg/m.sTUGAS AKHIR9

1.Aliran LaminerAliran yang bergerak dalam lapisan-lapisan, laminan-laminan dengan satuanlapisan meluncur secara lancar. Dalam aliran laminar ini, viskositas berfungsiuntuk merendam kecenderungan terjadinya gerakan relatif antara lapisan.2. Aliran TurbulenAliran dimana penggerak dari partikel-partikel fluida yang sangat tidakmenentu karena mengalami percampuran serta putaran partikel antar lapisan, yangmengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian fluida kebagian fluidayang lain dalam skala yang benar. Dalam keadaan aliran turbulen, maka turbulensiyang terjadi membangkitkan tegangan geser yang merata diseluruh fluida sehinggamenghasilkan kerugian-kerugian aliran.3.Aliran TransisiAliran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminar ke aliranturbulen. Konsep dasar bilangan Reynolds, merupakan bilangan tak berdimensiyang dapat membedakan suatu aliran itu dinamakan laminar, transisi atau turbulen.Bilangan Reynolds adalah bilangan yang tidak berdimensi. Titik kritis aliraninkompresibel di dalam saluran adalah Re 2000. Jika suatu aliran memilikiRe 2000 maka disebut aliran laminar, dan jika Re 2000 disebut aliran turbulen.TUGAS AKHIR10

Gambar 2.4 (a) Percobaan untuk mengetahui jenis aliran, (b) Jenis-jenis alirandilihat pada dye streak2.6 Head lossHead loss terbagi menjadi dua macam, yaitu head loss mayor dan head lossminor. Head loss sendiri (Ht) merupakan penjumlahan dari head loss mayor dan headloss minor, seperti dituliskan dalam rumus sebagai berikut:2.6.1 Head loss mayorHead loss mayor dapat terjadi karena adanya gesekan antara aliran fluidayang mengalir dengan suatu dinding pipa. Pada umumnya losses ini dipengaruhioleh panjang pipa. Untuk dapat menghitung head loss mayor, perlu diketahui lebihjelas awal jenis aliran fluida yang mengalir. Jenis aliran tersebut dapat diketahuimelalui Reynold number sebagai berikut :𝑅𝑒 πœŒπ‘£π·πœ‡(2.11)Keterangan:𝑣 kecepatan fluida, m/sTUGAS AKHIR11

𝜌 massa jenis fluida, kg/m3𝐷 diameter pipa, mπœ‡ viskositas fluida, kg/m.s atau N.s/π‘š2Kecepatan fluida (V) pada Reynold number dapat diketahui dengan rumus:ṁ 𝜌 𝑣 A(2.12)Keterangan:ṁ laju aliran massa fluida, kg/s𝜌 massa jenis fluida, kg/m3𝑣 kecepatan fluida, m/s𝐴 luas penampang, m2Perhitungan head loss mayor menurut Darcy-Weisbach dapat dilakukandengan menggunakan rumus:𝐻𝑙 𝑓𝐿 𝑣2𝐷 2𝑔(2.13)Keterangan:𝐻𝑙 head loss mayor, mf faktor gesekan (dapat diketahui melalui diagram Moody)L panjang pipa, mD diameter pipa, m𝑣 kecepatan aliran, m/sTUGAS AKHIR12

2.6.2 Head loss minorHead loss minor dapat terjadi karena adanya sambungan pipa (fitting) sepertikatup (valve), belokan (elbow), saringan (strainer), percabangan (tee), losses padabagian entrance, losses pada bagian exit, pembesaran pipa (expansion), pengecilanpipa (contraction), dan sebagainya, dibawah ini contoh gambar sambungan pipa:a. ElbowElbow atau belokan merupakan suatu piranti yang sering digunakan padasuatu sistem perpipaan.Gambar 2.5 Flanged elbow 90ΒΊb. Percabangan (tee)Penggunaan Tee dilakukan untuk mengalirkan aliran fluida menuju dua arahyang berbeda dalam satu siklus tertentu yang dipasang secara parallel.TUGAS AKHIR13

Gambar 2.6 Threaded teec. Extrance dan ExitEntrance sering kali timbul pada saat perpindahan dari pipa menuju suatureservoir. Berdasarkan jenisnya, entrance dapat dibedakan menjadi 3 macamyaitu reestrant, square-edge, slightly rounded dan well rounded.Gambar 2.7 Macam-macam entranceTUGAS AKHIR14

Exit merupakan kebalikan dari entrance. Exit timbul karena adanyaperpindahan dari reservoir menuju ke suatu pipa, sama halnya dengan entrance,exit dibedakan menjadi 3 macam, diantaranya projecting, Sharp edge, slightlyrounded dan well rounded.Gambar 2.8 Macam-macam exitd. Pembesaran (expansion)Pembesaran dalam suatu perpipaan dapat dibedakan menjadi dua macam,yaitu pembesaran mendadak atau terjadi secara tiba-tiba yang seringkali disebutdengan sudden ekspansion ataupun gradual ekspansion.Gambar 2.9 Sudden ekspansionTUGAS AKHIR15

Gambar 2.10 Gradual ekspansione. Pengecilan (contraction)Sama halnya dengan ekspansion, contraction juga dapat dibedakan menjadidua macam, yaitu sudden contraction (pengecilan secara tiba-tiba), dan gradualcontraction (pengecilan secara bertahap).Gambar 2.11 Sudden contractionGambar 2.12 Gradual contractionTUGAS AKHIR16

Head loss minor dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:π»π‘™π‘š π‘˜π‘£22𝑔(2.14)atau dapat juga dihitung dengan menggunakan rumus:π»π‘™π‘š 𝑓𝐿 𝑣2𝐷 2(2.15)Keterangan:𝑣 kecepatan fluida, m/sK koefisien minor losses, mLe/D panjang ekivalen, m percepatan gravitasi, m/𝑠 2gFaktor gesekan Moody digunakan dalam persamaan Darcy-Weisbach.Koefisien ini dapat diperkirakan dengan diagram dibawah ini:Gambar 2.13 Faktor gesekan untuk pipa (Diagram Moody)TUGAS AKHIR17

Sistem perpipaan biasanya terdiri dari beberapa komponen seperti katup,belokan, percabangan dan sebagainya yang dapat menambah head loss sistempipa. Kerugian head melalui komponen sistem pipa tersebut disebut kerugianminor (minor losses). Sedangkan kerugian gesekan di sepanjang pipa disebutkerugian mayor (mayor losses).K adalah koefisien kerugian minor, harga K bergantung pada jeniskomponen sistem perpipaan seperti katup, sambungan, belokan, sisi masuk, sisikeluar, dan sebagainya.2.7 Metode Hardy CrossAnalisis untuk kasus jaringan pipa dikembangkan oleh Hardy Cross, metoda inidapat digunakan untuk menentukan head loss di setiap pipa dalam jaringan(networks).Penyediaan air bersih yang direncanakan dengan sistem jaringan utama,sedangkan sistem jaringan yang digunakan adalah sistem jaringan melingkar (Loop).Pola jaringan ini dimaksudkan agar pipa-pipa distribusinya saling berhubungan, airmengalir dalam banyak arah, dan area konsumen disuplai melalui banyak jalur pipautama.Gambar 2.14 Jaringan pipaTUGAS AKHIR18

Syarat kondisi untuk metoda Hardy Cross adalah aliran dalam jaringan pipaharus memenuhi hubungan dasar dari prinsip energi dan kontinuitas, yaitu:1. Aliran yang menuju titik pertemuan harus sama dengan aliran yang keluar.2. Aliran pada masing-masing pipa harus memenuhi hukum gesekan pipa untuksatu pipa.3. Jumlah total head loss pada loop tertutup harus sama dengan nol.Langkah-langkah metoda Hardy Cross adalah sebagai berikut:1.Tebak arus di setiap pipa, memastikan bahwa total dalam aliran sama dengantotal keluar aliran di setiap persimpangan. (Menebak tidak harus menjadi baik,tapi tebakan yang baik akan mengurangi waktu yang dibutuhkan untukmenemukan solusi.)2.Tentukan setiap loop tertutup dalam sistem3.Untuk setiap loop, menentukan kerugian kepala searah jarum jam dankerugian kepala berlawanan arah jarum jam. Kepala loss di setiap pipa yangdihitung menggunakanKerugian kepala searah jarum jam adalahdari arus dalam arah jarum jam dan juga untuk berlawanan arah jarum jam.4.Menentukan total kerugian head dalam lingkaran,denganmengurangi berlawanan arah jarum jam head loss dari hilangnya kepalasearah jarum jam.5.Untuk setiap loop, caritanpa mengacu pada arah (semua nilaiharus positif).6.Perubahan aliran sama dengan7.Jika perubahan arus positif, menerapkannya ke semua pipa dari loop nnegatif,menerapkannya ke semua pipa dari loop dalam arah jarum jam.TUGAS AKHIR19

8.Lanjutkan dari langkah 3 hingga perubahan aliran dalam kisaran yangmemuaskan.2.8 Scheduling PipeTabel 2.1 Number Pipe Standar 1/8” – 3 ½”TUGAS AKHIR20

Tabel 2.2 Number Pipe Standar 4” – 9”Tabel 2.3 Number Pipe Standar 10” - 24 β€œTUGAS AKHIR21

Tabel 2.4 Number Pipe Standar 10” – 24”Tabel 2.5 Number Pipe Standar 26” – 36”TUGAS AKHIR22

Syarat kondisi untuk metoda Hardy Cross adalah aliran dalam jaringan pipa harus memenuhi hubungan dasar dari prinsip energi dan kontinuitas, yaitu: 1. Aliran yang menuju titik pertemuan harus sama dengan aliran yang keluar. 2. Aliran pada masing-masing pipa haru

Related Documents:

Dasar-dasar Agribisnis Produksi Tanaman 53. Dasar-dasar Agribisnis Produksi Ternak 54.Dasar-dasar Agribisnis Produksi Sumberdaya Perairan 55. Dasar-dasar Mekanisme Pertanian 56. Dasar-dasar Agribisnis Hasil Pertanian 57. Dasar-dasar Penyuluhan Pertanian 58. Dasar-dasar Kehutanan 59. PertanianDasar-dasar Administrasi

tentang teori-teori hukum yang berkembang dalam sejarah perkembangan hukum misalnya : Teori Hukum Positif, Teori Hukum Alam, Teori Mazhab Sejarah, Teori Sosiologi Hukum, Teori Hukum Progresif, Teori Hukum Bebas dan teori-teori yang berekembang pada abad modern. Dengan diterbitkannya modul ini diharapkan dapat dijadikan pedoman oleh para

1. Mampu menjelaskan teori dasar matematika, teori dasar matematika terapan, konsep dasar algoritma dan pemrograman serta konsep dasar statistika (C3). 2. Mampu menerapkan teori dasar matematika, teori dasar matematika terapan, konsep dasar algoritma dan pemrograman serta kons

Buku Keterampilan Dasar Tindakan Keperawatan SMK/MAK Kelas XI ini disajikan dalam tiga belas bab, meliputi Bab 1 Infeksi Bab 2 Penggunaan Peralatan Kesehatan Bab 3 Disenfeksi dan Sterilisasi Peralatan Kesehatan Bab 4 Penyimpanan Peralatan Kesehatan Bab 5 Penyiapan Tempat Tidur Klien Bab 6 Pemeriksaan Fisik Pasien Bab 7 Pengukuran Suhu dan Tekanan Darah Bab 8 Perhitungan Nadi dan Pernapasan Bab .

2.3 Dasar Teori Dasar teori merupakan teori pendukung yang digunakan dalam pelaksanaan penelitian. Teori tersebut dapat bersumber dari buku, artikel maupun jurnal. Teori-teori yang dipelajari menjadi pedoman untuk dapat memperoleh hasil audit sistem informasi akuntansi dan keuangan dengan tepat. 2.3.1 Metode Penelitian

A. Teori-teori sosial moden timbul sebagai tin& bdas kepada teori-teori sosial klasik yang melihat am perubahan rnasyarakat manusia dengan pendekatan yang pesimistik. Teori sosial moden telah berjaya menerangkan semua gejala sosial kesan perindustrian dan perbandaran. Teori sosial moden adalah lanjutan teori klasik dalam kaedah dan faIsafah. B. C.

29 BAB II KAJIAN TEORI A. Landasar Teori 1. Teori Ekonomi Ekonomi atau economic dalam banyak literature ekonomi disebutkan berasal dari bahasa Yunani yaitu kata β€œOios atau Oiuku” dan β€œNomos” yang berarti peraturan rumah tangga.

BAB II KAJIAN TEORI DAN KERANGKA BERPIKIR A. Kajian Teori Kajian teori merupakan deskripsi hubungan antara masalah yang diteliti dengan kerangka teoretik yang dipakai. Kajian teori dalam penelitian dijadikan sebagai bahan rujukan untuk memperkuat teori dan mem