makalah pipaventuri

BAB I

PENDAHULUAN

A.     Rumusan Masalah

1.      Apa pengertian dari venturi meter ?

2.      Bagaimana prinsip kerja dari venturi meter ?

3.      Apa keuntungan dan kerugian dari alat ukur pipa venturi meter?

B.      Tujuan

1.       Untuk mengetahui jenis alat ukur aliran fluida

2.       Untuk mengetahui mengetahui prinsip kerja pipa venturi meter.

3.       Untuk mengetahui keuntungan dan kerugian dari alat ukur pipa venturi meter

BAB II

TEORI

Pipa venturi merupakan sebuah pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit dan diletakkan mendatar dengan dilengkapi dengan pipa pengendali untuk mengetahui permukaan air yang ada sehingga besarnya tekanan dapat diperhitungkan. Dalam pipa venturi ini luas penampang pipa bagian tepi memiliki penampang yang lebih luas daripada bagian tengahnya atau diameter pipa bagian tepi lebih besar daripada bagian tengahnya. Zat cair dialirkan melalui pipa yang penampangnya lebih besar lalu akan mengalir melalui pipa yang memiliki penampang yang lebih sempit, dengan demikian maka akan terjadi perubahan kecepatan. Apabila kecepatan aliran yang melalui penampang lebih besar adalah v₁ dan kecepatan aliran yang melalui pipa sempit adalah v₂, maka kecepatan yang lewat pipa sempit akan memiliki laju yang lebih besar (v₁ < v₂). Dengan cara demikian tekanan yang ada pada bagian pipa lebih sempit akan menjadi lebih kecil daripada tekanan pada bagian pipa yang berpenampang lebih besar. Lihat gambar di bawah ini.

Gambar 16. Venturimeter 

Dalam aliran seperti yang digambarkan di atas akan berlaku Hukum Bernoulli sebagaiberikut:

P₁ + ρ gh₁ + ½ ρ v²₁ = P₂ + ρ gh₂ + ½ ρ v²₂

pipa dalam keadaan mendatar h₁ = h₂

ρ gh₁ + ρ gh₂

sehingga:

Ø  P₁ + ½ ρ v²₁ = P₂ + ½ ρ v²₂

di sini v₁ > v₂ maka p₂ < p₁

akibatnya P₁ – P₂ = ½ ρ (v²₂ - v²₁)

padahal :  P₁ = P_b + ρ gh_a

P₂ = P_b = ρ gh_b

selanjutnya didapat:

Ø  P₁ – P₂ = ρ g (h_a - h_b)

Apabila h_a - h_b = h yakni selisih tinggi antara permukaan zat cair bagian kiri dan kanan, maka akan didapat:

Ø  P₁ – P₂ = ρ gh

Dengan mengetahui selisih tinggi permukaan zat cair pada pipa pengendalli akan dapat diketahui perubahan tekanannya yang selanjutnya perubahan kecepatan dapat juga diketahui. Oleh sebab itu pipa venturi ini akan sangat berguna untuk pengaturan aliran bensin dalam sistem pengapian pada kendaraan bermotor.

BAB III

CARA KERJA

A. CARA KERJA

1.      Jika belum memiliki alat venturi, buatlah dengan menggunakan dua jenis paralon dengan diameter yang berbeda dan selang kecil transparan, serta lem untuk perekat;

2.      Ukur diameter pipa yang besar kemudian hitung luas permukaannya,

Diameter pipa             =  2,5 cm

Luas permukaan         =  19,625 cm²

3.      Hitung ujung kiri venturi dengan selang menuju kran air yang dapat mensuplai air dengan kecepatan tinggi. Ujung kanan dihubungkan dengan selang menuju penampung air;

4.      Buka kran air perlahan, biarkan air melewati venturi sehingga terlihat perbedaan tinggi permukaan air yang berada pada kedua pipa vertikal;

5.      Catat perbedaan tinggi permukaan air dan biarkan kran terbuka dalam keadaan konstan. Setelah dicatat perbedaan tingginya, tampunglah air yang keluar selama 10 detik;

Informasi

ü  Gunakan bejana berskala seperti gelas kimia untuk mengukur volume air yang keluar

ü  Debit air dapat dihitung dengan rumus   

6.      Hitung debit air yng keluar dan kecepatannya;

7.      Ulangi percobaan dengan membuka kran lebih besar sehingga kecepatan air juga lebih deras. Lakukan seperti langkah sebelumnya, kemudian catat data dalam table;

8.      Buatlah table pengolahan data dan lakukan analisis terhadap hasilnya;

9.      Rumuskan kesimpulan.

B. Alat venturi seperti gambar berikut

                                 ·            2 buah pipa berbeda diameter

                                 ·            Selang transparan

                                 ·            Lem PVC

2.      Mistar

3.      Air secukupnya

4.      Gelas kimia

C.     Prinsip Kerja

Prinsip Kerja Venturimeter tanpa manometer ini berdasar pada Asas Bernoulli yang berbunyi: Pada pipa mendatar (horizontal), tekanan fluida yang paling besar adalah pada bagian kelajuan alirnya paling kecil, dan tekanan paling kecil adalah pada bagian kelajuan alirnya paling besar.

Venturi meter Fluida yang mengalir dalam pipa mempunyai massa jenis ρ. Kecepatan fluida mengalir pada pipa sebelah kanan, maka tekanan pada pipa sebelah kiri lebih besar. Perbedaan tekanan fluida di dua tempat tersebut diukur oleh manometer yang diisi dengan fluida dengan massa jenis ρ’ dan manometer menunjukkan bahwa perbedaan ketinggian permukaan fluida di kedua sisi adalah H. Dengan menggunakan persamaan kontinuitas dan Persamaan Bernouli, diperoleh :Menghitung kelajuan cairan dalam pipa memakai venturimeter tanpa manometer Persamaan Bernoulli adalah dan kontinuitas A1.v1 = A2.v2, maka Cairan mengalir pada mendatar maka h1 = h2 sehingga,

P1 – P2 = ½ .ρ.(v22– v12)_____(1)

Maka pada tabung fluida diam, maka tekanan hidrostatisnya : P1 = ρ.g.hA

dan P2 = ρ.g.hB

maka P1 – P2 = ρ.g(hA –hB ) = ρ.g.h —– (2)

Keterangan:

v : kelajuan gas, satuan (m/s)

v1 : kecepatan fluida pada pipa yang besar satuannya (m/s)

h : beda tinggi air raksa, satuan (m)

A1 : luas penampang pipa yang besar satuannya (m2)

A2 : luas penampang pipa yang kecil (pipa manometer) satuannya (m2)

ρ : massa jenis gas, satuannya (Kg/m3)

ρ’ : massa jenis cairan pada manometer satuannya (Kg/m3)

BAB IV

PEMBAHASAN

Kelebihan dan Kekurangan Venturimeter

Kelebihan:

·         Mempunyai penurunan tekanan yang lebih kecil pada kapasitas yang sama.

·         Dapat pengukur debit besar.

·         Jauh dari kemungkinan tersumbat kotoran.

·         Mengukur cairan yang mengandung endapan padatan (solid).

Kekurangan

·         Lebih mahal harganya.

·         Sulit dalam pemasangan karena panjang.

·         Tidak tersedia pada ukuran pipa dibawah 6 inchi.

BAB V

PENUTUP

A.    KESIMPULAN

1.      Berdasarkan persamaan Bernoulli, dapat diuraikan implikasinya sebagai berikut,  yaitu :

·         Prinsip hukum Bernoulli diterapkan pada pipa mendatar, teori Torricelli, Venturimeter, Tabung Pitot, Gaya angkat pesawat dan alat penyemprot.

2.      Hubungan antara kecepatan aliran dengan perbedaan ketinggian adalah :

·         Berdasarkan hukum Bernoulli  , jadi semakin besar tinggi permukaan semakin besar kecepatan aliran fluida.

3.      Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan aliran fluida pada pipa venturI adalah :

                                              ^·            Luas permukaan pipa (A) m²

                                              ^·            Tekanan (P) N/m²

                                              ^·            Percepatan gravitasi (g) m/s²

                                              ^·            Selish tinggi permukan (h) m

B.     SARAN

Bagi mahasiswa yang ingin melakukan percobaan yang sama,diharapkan untuk lebih memahami konsep materinya agar tidak mempersulit dalam melakukan percobaan, dan harus memahami dan mengetahui cara menggunakan alat ukuran agar tidak terjadi kesalahan dalam pengambilan data.