Praktikum Proses Teknik Kimia - Percobaan 1 (Aliran Fluida)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1	Judul Pratikum	: Aliran Fluida
1.2	Tanggal Pratikum	: 8 Desember 2016
1.3	Pelaksana Pratikum	: 1. 2.	Mhd. Haris Lazuar Saragih (140140009) Shafia Amalia (140140013)
		3.	Anggy Novita (140140019)
		4.	Dana Ovinggi (140140021)
1.4	Tujuan Pratikum	: 1.	Menjelaskan parameter-parameter maupun variable yang berpengaruh terhadap besarnya
			nilai koefisien alat ukur venture meter dan orifice meter.
		2.	Menghitung besarnya laju alir dan koefisien venture dan orifice meter.
		3.	Membuat grafik hubungan antara nilai

koefisien alat ukur venture dan orifice versus

debit aliran

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi Fluida

Yang kita maksud dengan fluida disini adalah suatu bentuk materi yang mudah mengalir misalnya zat cair dan gas. Sifat kemudahan mengalir dan kemampuan untuk menyesuaikan dengan tempatnya berada merupakan aspek yang membedakan fluida dengan zat benda tegar. Meskipun demikian hukum- hukum yang berlaku pada dua sistem ini tidak berbeda. Pada bagian ini kita akan meninjau fluida dalam keadaan tidak mengalir, contohnya air di dalam suatu wadah atau air di danau/waduk. Aspek pertama yang kita dapati ketika kita berada dalam suatu fluida (zat cair) yaitu tekanan. Kita merasakan ada tekanan pada tubuh kita yang berada di dalam zat cair.

2.2 Sifat Aliran Fluida

Pengertian tekanan akan mudah kita pahami setelah kita menjawab pertanyaan-pertanyaan di bawah ini. Mengapa pisau yang tajam lebih mudah memotong dari pada pisau yang tumpul? Mengapa paku yang runcing lebih mudah menancap kedalam benda dibandingkan paku yang kurang runcing? Pertanyaan diatas sangat berhubungan dengan konsep tekanan. Konsep tekanan identik dengan gaya, gaya selalu menyertai pengertian tekanan. Tekanan yang besar dihasilkan dari gaya yang besar pula, sebaliknya tekanan yang kecil dihasilkan dari gaya yang kecil. Dari pernyataan di atas dapat dikatakan bahwa tekanan sebanding dengan gaya. Mari kita lihat orang memukul paku sebagai contoh. Orang menancapkan paku dengan gaya yang besar menghasilkan paku yang menancap lebih dalam dibandingkan dengan gaya yang kecil

Pengertian tekanan tidak cukup sampai disini. Terdapat perbedaan hasil tancapan paku bila paku runcing dan paku tumpul. Paku runcing menancap lebih dalam dari pada paku yang tumpul walaupun dipukul dengan gaya yang sama besar. Dari sini terlihat bahwa luas permukaan yang terkena gaya berpengaruh

terhadap tekanan. Luas permukaan yang sempit/kecil menghasilkan tekanan yang lebih besar daripada luas permukaan yang lebar. Artinya tekanan berbanding terbalik dengan luas permukaan.

Penjelasan di atas memberikan bukti yang sangat nyata pada pengertian tekanan. Jadi, tekanan dinyatakan sebagai gaya per satuan luas. Pengertian tekanan ini digunakan secara luas dan lebih khusus lagi untuk Fluida. Satuan untuk tekanan dapat diperoleh dari rumus di atas yaitu 1 Newton/m2 atau disebut dengan pascal. Jadi 1 N/m2=1 Pa (pascal). Bila suatu cairan diberi tekanan dari luar, tekanan ini akan menekan ke seluruh bagian cairan dengan sama prinsip ini dikenal sebagai hukum Pasca (Waren, 1999).

Ciri-ciri umum fluida ideal adalah sebagai berikut:

1. Aliran fluida dapat merupakan aliran tunak (steady) atau tak tunak (non steady). Jika kecepatan v di suatu titik adalah konstan terhadap waktu, maka aliran fluida dikatakan tunak. Contoh aliran tunak adalah arus air yang mengalir dengan tenang (kelajuan alir rendah). Pada aliran tak tunak, kecepatan v di suatu titik tidak konstan terhadap waktu. Contoh aliran tak tunak adalah gelombang pasang air laut.

2. Aliran fluida dapat termampatkan (compressible) atau tak termampatkan (incompressible). Jika fluida yang mengalir tidak mengalami perubahan volum (atau massa jenis) ketika ditekan, maka aliran fluida dikatakan tak termampatkan. Hampir semua zat cair yang bergerak dianggap sebagai aliran tak termampatkan. Bahkan gas yang memiliki sifat sangat termampatkan, pada kondisi tertentu dapat mengalami perubahan massa jenis yang dapat diabaikan. Pada kondisi ini aliran gas dianggap sebagai aliran yang tak termampatkan.

3. Aliran fluida dpat merupakan aliran kental (viscous) atau tak kental (non viscous). Garis alir adalah lintasan yang ditempuh oleh suatu partikel dalam fluida yang mengalir. Ada dua jenis aliran fluida yaitu:

4. Aliran garis arus (laminar) adalah aliran fluida yang mengikuti suatu garis (lurus melengkung) yang jelas ujung dan pangkalnya. Dimana kecepatan partikel fluida di tiap titik pada garis arus searah dengan garis singgung di titik itu. Dengan demikian arus tidak pernah berpotongan.

5. Aliran turbulen ditandai dengan adanya aliran berputar. Ada partikel yang arah geraknya berbeda dan bahkan berlawanan dengan arah gerak keseluruhan fluida (Weissemel K, 1997).

2.3 Jenis-jenis Aliran

Turbulen, laminar, nyata, mampu balik,tak mampu balik, seragam, tak seragam, ratasional dan tak ratasional. Cairan dengan rapat massa yang akan lebih mudah mengalir dalam keadaan laminar. Dalam aliran fluida perlu ditentukan besarnya, atau arah vector kecepatan aliran pada suatu titik ke titik yang lain, agar mendapat penjelasan tentang medan fluida, kondisi rata-rata pada daerah atau volume yang kecil dapat ditentukan dengan volume instrument yang sesuai (Knudsen, 1958).

Pada prinsipnya besar aliran fluida dapat diukur melalui:

1 Kecepatan (velocity)

2 Berat (massanya)

3 Luas bidang yang dilalui

4 Volumenya

2.4 Jenis Alat Ukur Aliran fluida

Jenis alat ukur aliran fluida yang banyak digunakan diantaranya alat ukur lainnya adalah alat ukur fluida jenis laju aliran. Hal ini dikarenakan oleh kontruksinya yang lebih sederhana dan pemasangannya yang mudah. Alat ukur aliran fluida jenis ini dibagi empat jenis yaitu:

1. Venturi meter

2. Nozzle

3. Pitot tubes

4. Flat orifice

Pada dasarnya prinsip kerja dari keempat alat ukur ini adalah sama yaitu bila aliran fluida yang mengalir melalui alat ukur ini mengalir maka akan terjadi perbedaan tekanan sebelum sesudah alat ini. Beda tekanan menjadi besar bila laju aliran yang diberikan kepada alat ini bertambah (Werien, 1987).

2.5 Venturi Meter Dan Orifice Meter

Sebuah venturi meter selalu diletakkan pada perpipaan. Sebuah manometer atau peralatan lain dihubungkan terhadap 2 kran tekanan dan mengukur beda tekanan antara titik 2. Kecepatan rata-rata pada titik 1 adalah V1 dan diameter d1 dan pada titik 2 kecepatan adalah V2 dan diameter d2 .penyempitan dari d1 ke d2 dan ekspansi balik dari d2 ke d1 berlangsung secara perlahan-lahan.friction loss yang kecil selama kontraksi dan ekspansi dapat diabaikan.

Untuk menurunkan persamaan pada venture meter, friksi diabaikan dan pipa diasumsikan horizontal. Asumsi aliran turbulen dan persamaan neraca energy mekanik antara titik 1 dan 2 untuk fluida incompressible.