instrumentasich4 mekanika fluida statis dan dinamis

7/23/2019 InstrumentasiCH4 Mekanika Fluida Statis Dan Dinamis

1/21

PSGC Mechatronic Department| INSTRUMENTASI INDUSTRI

59

Chapter 4

Mekanika Fluida

4.1

Tekanan

Fluida adalah substansi yang memilki kemampuan untuk mengalir : bebas untuk berubah bentuk

dan bergerak di bawah pengaruh dari gaya yang menggerakannya. Gerakan dari fluida ini

dapat dianalisa pada tingkatan mikroskopik atau dengan kata lain dapat diperlakukan setiap

molekul fluida dapat diperlakukan sebagai individual objek. Beberapa sifat dari fluida dapat

secara tepat diprediksi tertutama ketika di dalam perhitungan energy potensial maupun kinetic.

Bagaimanapun kemampuan dari molekul dari sebuah fluida ini memberikan sifat yang unik yang

berbeda dengan benda padat : yaitu kemampuan untuk menyalurkan tekanan : yang

didefiniskan sebagai gaya yang menekan suatu area.

Tekanan :

Dimana,

P : Tekanan, satuan pascal (Pa) (N/m2) (metric) , Pounds per Square Inch (PSI)(lb/in2) (british)

F : Gaya, satuan newton (N) (metric), pounds (lb) (british)

A : Area tekan, meter persegi (m2) (metric), inch persegi (in2) (british)

4.2 Hukum Pascal dan Tekanan Hidrostatik

Hukum pascal menyatakan bahwa tekanan di dalam satu fluida statis adalah sama. Contoh :

Gb. Aplikasi Hukum Pascal

Pada gambar tersebut ada dua buah penampang piston yang memilki besar penampang yang

berbeda. Didapat ternyata gaya yang ditekankan pada piston yang kecil dapat termultiplikasi

dengan jauh yang lebih besar pada penampang yang besar. Hal itu terjadi karena tekanan

yang konstan yang mengalir pada fluida teresbut adalah sama. Bisa kita nyatakan dengan

persamaan :


2/21


60

Chapter 4

Mekanika Fluida

Ketika menghadapi kasus dimana sebuah sebuah tangki tinggi yang berisi fluida, ada gayayang lain yang masuk dalam perhitungan yaitu : berat fluida itu sendiri. Contoh sebuah tangki

berisi air dengan berat mencapai 62,4 pounds dengan diameter tangki adalah 1 square inch

seperti gambar berikut :

Gb. Hydrostatic Pressure, PG at bottom

Jika tekanan yang terdeteksi adalah 62,4 PSI, jika menggunakan hokum pascal maka kita akanberasumsi tekanan dididalam fluida adalah sama maka jika Pressure Gauge kita letakan

ditengahtengah maka seharusnya pressure yang terdeteksi adalah 62,4 PSI. Tetapi tekanan

yang terdeteksi di bagian tengah adalah sebagian dari PG yang di bawah.

Gb. Hydrostatic Pressure, PG at mid and bottom


3/21


61

Chapter 4

Mekanika Fluida

Tekanan dengan nilai yang berbeda ini terjadi karena sumber dari tekanan ini timbul berasal

dari berat fluida itu sendiri. Ketika PG yang terletak di bawah, maka PG mendapat sumber

terkanan dari berat seluruh fluida (h=1728in). Sedangkan PG yang terletak di tengah hanya

mendapat separuh dari berat fluida (h=1728in/2), sehingga menyebabkan tekanan di bawah

dua kali lebih besar daripada tekanan yang di tengah. Bukan berarti hokum pascal tidak

berlaku, setiap tekanan yang berasal dari luar tetap akan memberikan tekanan yang sama

pada setiap partikel fluida. Sebagai contoh apabila sebuah piston dengan gaya tertentu

diberikan dari atas, maka tekanan di tengah, atas, dan bawah menjadi sama. Dengan

fenomena tersebut kita dapat nyatakan sebuah persamaan Tekanan Hidrostatik :

Dimana,

P : tekanan hidrostatik : pascal (N/m2) atau lb/ft2 : massa jenis fluida : kg/m3atau slug/ft3g : kecepatan gravitasi : 9,81 m/s2atau 32,2 ft/s2

: Berat jenis : N/m3 atau lb/ft3h : Tinggi dari tangki

PERTANYAAN 4.1

Contoh sebuah bejana berisi oli castor dengan berat jenis 60,5lb/ft3dan tinggi 8 feet. Maka

berapa tekanan hidrostatiknya ?

Gb. Tekanan Hidrostatik Oli Castor

Tekanan hidrostatik dari oli castor tersebut adalah 484 lb/ft3. Jika kita ingin mengubahnya

menjadi PSI maka :

( )


4/21


62

Chapter 4

Mekanika Fluida

4.3 Manometer

Menyatakan tekanan suatu fluida di dalam bejana dapat kita menggunakan alat yang

sederhana yang bernama manometer. Manometer adalah sebuah kaca / plastic yang bening

yang berisi suautu fluida yang sudah kita ketahui berat jenisnya, kemuidan ketika diberikan

sebuah tekanan akan Nampak perbedaannya. Perbedaan tinggi itulah merupakan tekananyang diberikan. Contoh manometer yang paling sederhana dinamakan U Tube Manometer.

Kelebihihan dari alat ukur jenis ini adalah alat ukur ini tidak perlu pengkalibrasian, selama

fluida yang ada di manometer adalah murni.

Gb. U Tube Manometer

Inclined Manometer

Kadang kita memerlukan manometer yang lebih presisi, yang menunjukan angka dengan resolusi

yang lebih tinggi. Untuk manometer jenis itu kita memerlukan inclined manometer. Dengan cara

ini, pergerakan fluida di bidang miring yang lebih banyak dibutuhkan untuk menyamakan

tekanan hidrostatik ( perpindahan cairan secara vertikal ), membuat manometer jenis ini lebih

sensitive.Dengan kata lain cairan akan bergerak lebih jauh untuk menyamakan perpindahan

vertikal untuk tingginya.Semakin kecil antara sudut kemiringan dengan bidang datar maka

semakin sensitive manometer tersebut. Relasi antara bidang miring (x) dan tinggi vertikal adalah

Gb. Inclined Manometer


5/21


63

Chapter 4

Mekanika Fluida

Simple Micromanometer

Jika diinginkan sensitivitas yang lebih lagi maka ada konstruksi manometer yang berjenis

micromanometer. Yaitu sebuah gelembung gas yang terjebak pada tabung horizontal bening

diantara dua manometer vertikal tabung yang besar. Pergerakan dari gelembung gas pada

pipa horizontal dan tekanan yang terjadi dapat dituliskan dengan persamaan :

Well Manometer

Bentuk dari manometer yang biasa dipakai adalah jenis well,yang terdiri dari tabung tunggal

vertikal dan tempat penyimpanan yang cukup besar ( disebut wellatau sumur ) yang berperan

sebagai tabung kedua. Karena area yang lebih besar, pergerakan cairan dari well dapat

diabaikan dan hanya tabung satu yang dibuat referensi untuk perhitungan tekanan. Oleh

karena itu level pada tabung yang besar dapat dianggap konstan dan cairan di dalam tabung

bergerak penuh sesuai dengan tekanan yang diberikan. Maka well manometer menyediakan

pembacaan yang lebih mudah dengan tidak harus membandingkan tinggi dari dua tabung

tetapi pembacaan dari satu tabung saja.

Gb. Well Manometer

4.4 Sistem Pengukuran Tekanan

Pengukuran tekanan adalah hal yang relative. Katakan diperlukan 35 PSI untuk sebuah ban

mobil terisi penuh, maka dengan kata lain tekanan di dalam ban mobil adalah 35 PSI lebih

besar dari kondisi sekitar ( tekanan udara sekitar ). Padahal faktanya kita hidup dan bernafas

dengan lingkungan dengan udara yang bertekanan. Oleh karena tekanan atmosfir bumi,

tekanan pada sea level yang disebabkan berat dari atmosfer itu adalah sebesar 14,7 PSI. Kita

tidak merasa terganggu dengan tekanan bumi atau atmosfer tersebut karena tekanan dalam

tubuh dengan tekanan atmosfer adalah sama. Akan tetapi tekanan tersebut akan sangat

mengganggu ketika naik (ke langit) atau turun (ke laut) secara cepat, dimana tekanan di dalam

tubuh tidak memilki waktu untuk menyamakan dengan tekanan di luar dan akan terasa gaya

oleh karena tekanan tersebut pada gendang telinga kita.


6/21


64

Chapter 4

Mekanika Fluida

Jika kita ingin berbicara tentang tekanan fluida dengan dibandingkan dengan ruang hampa (

absolut zero pressure ), kita menyebutnya dalam satuan absolut. Contoh tekanan pada

permukaan laut (sea level)sebesar 14,7 PSI, maka sebenarnya satuan yang lebih tepat adalah

14,7 PSIA (Pounds per Square Inch Absolut), yang berarti 14,7 lebih besar dari ruang hampa.

Ketika dikatakan untuk memompa ban sebesar 35 PSI maka lebih tepat dikatakan 35 PSIG

(Pouds per Square Inch Gauge), yang berarti 35 PSI lebih besar dari tekanan sekitar / tekanan

atmosfer.

Gauge Pressure Contoh Fluida Absolute Pressure90 PSIG Tekanan Ban sepeda 104,7 PSIA35 PSIG Tekanan Ban Mobil 49,7 PSIA0 PSIG Tekanan permukaan laut 14,7 PSIA

-9,8 PSIG (9,8 PSI vacuum) Engine manifold vacuum ( idlecondition )

4,9 PSIA

-14,7 PSIG (14,7 PSI vacuum) Ruang Hampa 0 PSIA

Tabel 4.1 Contoh tekanan Gauge dan absolut pada kondisi tertentu.

4.5 Hukum Kontinuitas

Jika sebuah cairan mengalir melalui pipa maka akan menurut pada hukum kontinuitas, yang

menyatakan hasil dari kecepatan rata rata (v), luas area (A), dan massa jenis fluida dengan

asumsi besar alirannya adalah konstan, dapat dinyatakan dengan persamaan :

Gb. Law of Continuity

Hubungan mass flow rate ( massa.debit ) dengan hukum kontinuitas adalah

[] * + [ ]Oleh karena itu mass flow rate, atau W :

Fluida yang mengalir dalam suatu pipa, pasti memilki massa yang sama, maka mass dapat

diabaikan. Selama alirannya adalah continue ( tidak berpulsa ), dan pipa tidak bocor, adalah

hal yang tidak mungkin jika pada fluida yang mengalir pada pipa memilki mass flow ( massa,debit ) yang berbeda.


7/21


65

Chapter 4

Mekanika Fluida

Massadebit jika memiliki massa jenis yang konstan maka dapat disederhankan :

Secara analisis dimensional maka :

* + Meter Kubik per detik adalah ekspresi dari volumetric flow rate (debit), yang disimbolkan

dengan Q :

Secara praktisnya dapat terlihat perbandingan terbalik luas area dan kecepatan fluida.

Kecepatan fluida akan menurun ketika diameter pipa membesar dan kebalikannya. Sama

dengan bila kita melihat sungai yang dalam akan mengalir pelan, dan akan mengalir cepatbila semakin dangkal atau sempit.

PERTANYAAN 4.2

Sebuah pipa dengan inside diameteradalah 8 inch (2/3 foot), dilalui cairan kecepatan aliran 5

cubic feet per minute. Kecepatan ratarata dari fluida adalah

JAWABAN 4.2

( )

Maka kecepatan ratarata yang mengalir dalam pipa 14,32 ft/min.

4.6 Persamaan Bernouli

Adalah salah satu persamaan hukum kekalan energy untuk aliran. Yang menyatakan bahwa

jumlah dari total energy di salah satu titik dan titik yang lain dengan aliran yang pasif ( dimanatidak ada pompa / mesin yang membuat flow bertambah / elemen yang membuat flow

berkurang ) adalah konstan.


8/21


66

Chapter 4

Mekanika Fluida

Dimana,

z = tinggi fluida

= massa jenis fluida

= berat jenis fluida ( = g )

g = kecepatan gravitasiv = kecepatan fluida

P = tekanan fluida

Setiap pernyataan dari persamaan bernouli ini menyatakan jenis energy yang berbeda yang

sering dinyatakan dengan head :

Elevasi dan tekanan adalah bentuk dari energy potensial, sedangkan kecepatan adalah bentuk

dari energy kinetic. Hanya perbedaan dari dari solid dan fluid objek adalah bagaimana

menyatakan energy : massa jenis () untuk fluida dan massa (m) untuk benda padat. Untuk

dimensional analisis :

Secara british :

[ ] [] [ ] [ ] [ ] [ ]Coba bandingkan dengan hukum newton yang kedua :

[]Maka Dapat dibuat lagi dari persamaan hukum newton yang kedua (dikalikan dengan 1/ft2)

[ ] []

[

] [

]


9/21


67

Chapter 4

Mekanika Fluida

Maka didapat sebuah persamaan yang sama yaitu antara PSF (pounds per square feet)

dengan (slug/ft.s2). Satuan ini menjadi equivalen atau dapat digunakan dalam satuan ini. Jika

satuan yang diinginkan adalah PSI ( pounds per square inch ), maka satuan satuan yang

digunakan untuk menentukan elevation, velocity, dan pressure head harus dalam inch.

Contoh penggunaan persamaan bernouli dengan asumsi tidak ada gaya gesek dalam sistem:

PERTANYAAN 4.3

Diketahui sebuah pipa mengalir dengan masingmasing variable seperti dibawah ini. Tentukan

tekanan di P2.

Gb. Aplikasi persamaan bernouli

JAWABAN 4.3

Diketahui :

z1 = 0ft

z2 = 3ft (elevation difference)v1 = 11 ft/s

P1 = 46 PSI ( harus dikonversi menjadi PSF )

g = 32.2 ft/s2

Yang tidak diketahui

( harus dalam satuan slug/ft3 )

v2 ( harus dalam satuan ft/s seperti v1 )

P2 ( yang dicari )


10/21


68

Chapter 4

Mekanika Fluida

Massa jenis = ?

Berat jenis air () = 62,4 lb/ft2, diketahui : = .g,

Maka :

Total head pada pipa 10 inch= ?

Elevation head : Velocity head : Pressure head :

Total head pipa 10 inch : 0 +117,4 lb/ft2 + 6624 lb/ft2= 6741,4 lb/ft2Kecepatan aliran v2= ?

Diketahui hukum kontinuitas = Q = A1v1 = A2v2, maka :

Jika diketahui v1memiliki nilai 11 ft/s2maka nilai v2:

( ) Perhitungan head pada pipa 6 inch

Elevation head : Velocity head : Total head pada pipa 6 inch : 187,4 lb/ft2 + 905,6 lb/ft2+ P2= 1093 lb/ft2 + P2

Perhitungan P2

Dengan asumsi tidak ada energy yang hilang maka P2 : (total head 10in = head 6)


11/21


69

Chapter 4

Mekanika Fluida

Strategi di atas dapat digambarkan seperti berikut :

Gb. Strategi penyelesaian persamaan bernouli untuk soal 4.3

4.7 Pertanyaan Review

PERTANYAAN 4.4(FLUIDS_STATIC.PDF,QUESTION 2)

Manakah yang akan menunjukan tekanan hidrostatik yang paling tinggi?

Gb. Macam bentuk tabung dengan PG


12/21


70

Chapter 4

Mekanika Fluida


Toluene memiliki berat jenis 0,8669 g/cm3pada sahu 20C. Hitung berat jenisnya dalam satuan

lb/ft3dan specific gravitynya (s.g.).


Diketahui tekanan air yang terukur pada hydrant adalah 80 PSI. Jika sebuah selang pemadam

dipasang pada hydrant dan katub dibuka, berapa tinggi maksimal selang masih dapat

mengalirkan air?

Gb. Hydrant dengan perhitungan h max

Jika spray nozzle dipasang pada ujung selang pemadam, dan membutuhkan minimal 30 PSI

tekanan pada ujungnya untuk menghasilkan semprotan yang baik maka berapa tinggi maksimal

selang pemadam dapat diangkat?

Gb. Hydrant dengan dipasang spray nozzle


13/21


71

Chapter 4

Mekanika Fluida


Sebuah kolam berbentuk tabung dengan kedalaman 6 feet dan diameter 20 feet berisikan air.

Sebuah PG (Pressure Gauge)terpasang di dasar kolam tersebut. Jika berat jenis air () = 62,4

lb/ft2, maka tentukan berat total air (lbs) dan tekanan yang terukur di PG (PSI) dengan metode

P=F/A. Berikan cara lain untuk menentukan tekanan di dasar kolam dengan h = 6 feet.


Spesific Gravity didefinisikan sebagai rasio berat jenis diantara fluida tertentu dengan fluida

referensi. Untuk cairan maka fluidanya berupa air, dan untuk gas referensinya adalah

udara.Contoh berat jenis minyak zaitun adalah 57,3 lb/ft3 dan berat jenis air adalah 62,4

lb/ft3, maka ratio dari dua jenis cairan ini yaitu minyak zaitun disbanding dengan air adalah

0,918. Dapat dikatakan berat jenis minyak zaitun adalah 91,8% dibanding air.

Kegunaan dari specific gravity ini adalah ketika melakukan perhitungan tekanan hidrostatik

untuk jenis cairan yang bermacam macam massa jenisnya. Sebagai contohnya s.g. untuk

minyak zaitun adalah 0,918, dapat dikatakan bahwa 0,918 unit tinggi sejumlah airmaka akan

menghasilkan tekanan hidrostatik yang sama dengan 1 unit tinggi sejumlah minyak zaitun. Unit

bisa digantikan dengan satuan.

Gb. Sebuah tangki yang berisi Minyak Zaitun

Dari kondisi yang diketahui di atas tentukan tekanan hidrostatik yang terukur pada pressure

gauge dalam satuan kilo-pascals (kPa).


14/21


72

Chapter 4

Mekanika Fluida

PERTANYAAN 4.9(FLUID STATIC.PDF,QUESTION 11)

Sebuah tangki berisi tiga cairan dan specific gravity yang berbeda : glycerine, air, dan minyak

zaitun. Tiga jenis cairan ini memilki tinggi cairan yang berbeda : 3 foot tebal cairan glycerine, 2

foot tebal air, dan 4.5 foot tebal cairan minyak zaitun. Hitung tekanan hidrostatik yang terbaca

pada pressure gauge.

Gb. Sebuah tangki yang berisi Minyak Zaitun,air, dan glycerine


Berapa besar tekanan yang diberikan pada U tube manometer (W.C dan PSI) seperti

gambar di bawah ini.

Gb. U tube manometer


Berapa besar tekanan yang diberikan pada U tube manometer (W.C dan PSI) seperti

gambar di bawah ini.

Gb. U tube manometer


15/21


73

Chapter 4

Mekanika Fluida


Hitung tinggi (ft) kolom dari gliserin (= 78,6 lb/ft3) pada tabung vertikal di bawah ini jika

pressure gauge yang terukur adalah 21 PSI.

Gb. Pressure Gauge pada tabung yang berisi gliserin.

Hitung tinggi (ft) dari minyak castor (( = 60,5 lb/ft3) yang dibutuhkan untuk menimbulkan

tekanan yang sama dengan tabung yang berisi gliserin di atas.


Berapa besar tekanan, yang sedang ditimbulkan pada inclined water manometer di bawah ini,jika sudut kemiringan antara bidang datar dan bidang miring adalah 30dan terukur 5 inch air

yang naik pada bidang miring tersebut.

Gb. Inclined manometer.


Sebuah mikromanometer yang terdiri dari dua buah tangki berdiameter 2,5 in dan sebuah pipa

horizontal dengan diameter 0,25in, berapa besar tekanan differensial yang ditandai dengan

perpindahan bubble sebesar 1 in. Asumsikan bila manometer tersebut berisi air.


16/21


74

Chapter 4

Mekanika Fluida


Sebuah pressure transmitter dengan remote seal mengukur sebuah tekanan gas didalam tangki

proses. Sebuah pressure gauge yang dipasang langsung pada tangki terukur 19,3 PSI.

Transmitter diletakan 22 feet 5 in di bawah titik tersebut, dengan pipa kapiler yang berisi

cairan dengan specific gravity 0,94. HItung tekanan yang terukur pada transmitter.

Gb. PT dengan remote seal


Seorang pebisnis memilki sebuah tangki yang sebelumnya berisi air yang sebelumnya

digunakan untuk pemadam api jika terjadi kebakaran. Tangki ini dilengkapi dengan pressure

gauge yang terletak di bawah. Pada Pressure gauge diberikan label / stiker feet yang

menunjukan level dari air tersebut. ( Pressure berbanding lurus dengan level ).

Gb. Tanki yang diberi PG

Cara kerja dari indicator level berbasis pressure gauge ini sederhana : saat level air berubah

dalam tangki, maka besar tekanan hidrostatik yang terletak di bawah akan berubah secaraproportional.


17/21


75

Chapter 4

Mekanika Fluida

Saat bisnisman tersebut berpikir untuk memperbesar kapasitas pemadam maka dibuatlah tangki

yang baru. Tidak menginginkan adanya pembuangan maka tangki yang lama digunakan untuk

menyimpan air maka diganti untuk menyimpan bensin. Setelah mengosongkan air dan mengisi

dengan bensin , maka timbul masalah baru dengan indicator level tersebut bahwa indicatortersebut tidak dapat membaca dengan tepat. Dengan bensin yang ada di tangki maka

pembacaan menjadi tidak sesuai dengan kondisi di lapangan. Contohnya pada indicator

terbaca levelnya rendah padahal banyak bensin yang terdapat pada tangki tersebut.

Jelaskan masalah pada kasus ini dan bagaimana memecahkan masalah ini dengan tidak

membeli instrument yang baru.


Hitung tekanan yang terbaca pada differential pressure transmitter (PSI), ketika terdapat 9 feet

cairan pada bejana proses. Terdapat pressure gauge yang diletakan di atas untuk mengukurtekanan uap yang terbaca sebesar 68 PSIG.

Gb. Bejana proses

Phigh =_______PSIG ,

Plow =_______PSIG ,

P =_______PSID


18/21


76

Chapter 4

Mekanika Fluida


Sebuah sistem memilki tiga buah pressure transmitter yang diletakan pada ketinggian yang

berbeda terletak pada tangki.

Gb. Bejana proses dengan 3 buah transmitter

Hitung tinggi level cairan dan specific gravity cairan tersebut.


Sebuah proses yang dinamakan delayed coking digunakan pada fasilitas kilang minyak untuk

mengkonversi heavy oil dan tars menjadi produk petroleum yang lebih bernilai. Sebuah bejanaproses bernama coke drum memilki tutup yang dapat dibuka tutup yang dipegang oleh

beberapa baut dan ram hidrolik. Ketika ada saat untuk membuka tutup dari coke drum ram

hidrolik akan diberi tekanan sedemikian rupa sehingga ram dapat menahan tutup sehingga

baut dapat secara aman dapat dilepas. Kemudian secara bertahap tekanan pada ram akan

berkurang hingga tutup coke drum akan membuka oleh karena tekanan pada bejana.

Gb. Coke drum dengan ram hidrolik


19/21


77

Chapter 4

Mekanika Fluida

Hitung tekanan hidrolik yang dibutuhkan untuk menahan tutup coke drum ketika tekanan gas

yang berada di dalam drum adalah 5 PSI dan semua baut penahan telah dilepaskan dari tutup

. Asumsikan diameter tutup adalah 30 inchi, dan diameter piston hidrolik ram adalah 4 inch.

PERTANYAAN 4.20(FLUID DYNAMIC.PDF,QUESTION 3)

Sejumlah minyak mentah mengalir dengan kecepatan rata rata 10 feet per detik melewati

pipa dengan diameter dalam pipa adalah 5.95 inch. Hitung flow rate dari minyak tersebut

dalam satuan gallon per menit dan barrel per hari.


Hitung kecepatan rata rata bensin yang melalui pipa dengan diameter 6 inch dengan flow

rate 180 GPM.


Hitung tekanan pada bagian ujung keluaran pipa (P2), dengan asumsi air adalah fluida (

dengan massa jenis = 1,951 slugs/ft3), 32,2 ft/s2sebagai kecepatan gravitasi (g), dan aliran

tanpa gesekan. ( tidak ada tekanan yang hilang akibat gesekan ).

Gb. Penggunaan Persamaan Bernoulli dalam aplikasi nyata.


Hitung tekanan pada bagian masuk pipa, jika diasumsikan air sebagai fluida yang mengalir ke

dalam pipa (dengan massa jenis jenis = 1,951 slugs/ft3), 32,2 ft/s2 sebagai percepatan

gravitasi (g), dan alirannya dianggap tanpa gesekan. (tidak ada tekanan yang hilang akibat

gesekan).

Berikan jawabanmu dalam bentuk PSI (pound per square inch) dan PSF (pound per square foot).


20/21


78

Chapter 4

Mekanika Fluida

Gb. Penggunaan Persamaan Bernoulli dalam aplikasi nyata. (ii)


Hitung tekanan P1 dan P2, diasumsikan massa jenis 1,72 slugs per cubic foot:

Gb. Penggunaan Persamaan Bernoulli dalam aplikasi nyata. (iii)

Apakah persamaan Bernoulli dapat digunakan untuk membandingkan hisapan dan keluaran

dari pompa, yang terjadi dari dua tekanan ( 145 dan 302 PSI ) yang terukur pada pipa yangsama, dengan flow rate yang sama, dan ketinggian yang sama?


21/21

PSGC Mechatronic Department | INSTRUMENTASI INDUSTRI

79

Chapter 4

Mekanika Fluida


Ilustrasi di bawah ini menampilkan bagian dari pipa air yang terlihat dari atas. Pipa tersebut

terletak pada ketinggian yang sama. Tekanan masukan yang terdeteksi pada gauge

menunjukan 50 PSI, dan kecepatan dari air yang memasuki pipa 4 inch diketahui 14ft/sec.

Kedua pressure gauge dipasang fix sejajar dengan pipa dan berada pada ketinggian yangsama. Hitung tekanan yang terdeteksi pada bagian keluaran (pada pipa 16inch) dalam satuan

PSI, dengan asumsi inviscid (tanpa gesekan), dan massa jenis dari air adalah = 1,951slugs/ft3.

Gb. Penggunaan Persamaan Bernoulli dalam aplikasi nyata. (iv)


Dari Persamaan Bernoulli, cari sebuah formula untuk menghitung debit air (volumetric flow rate)Q jika diberikan perbedaan jatuh differensial P diantara dua aliran yang mengalir melaluidua pipa yang berbeda ukuran diameter (A1 dan A2). Asumsikan bahwa fluida tidak berubahmassa jenisnya mengalir sepanjang pipa dengan tinggi level yang sama (z1 = z2 ), dan jikadebit adalah perkalian dari Area pipa dan kecepatan aliran ( Q = Av).

Gb. Penggunaan Persamaan Bernoulli dalam aplikasi nyata. (v)

instrumentasich4 mekanika fluida statis dan dinamis

Documents