KuliahMF 3 A I.ppt

8/16/2019 KuliahMF 3 A I.ppt

1/131

[email protected] 1


2/131

[email protected] 2

pendahuluan

• Matematika : Phytagoras, geo/trigono

metri,

•Statika : momen

• Sifat fluida :compresile,imcompressile

• !ensity[ ]

][

][

][

3

3

mvolume

N berat

mvolume

kg massa

=

=

γ

ρ


3/131

[email protected] "

Sifat fluida

#mcompressile $

%at yang tak mampu tekan, &ika gaya yg

dikenakan pada 'at , 'at ts akanditolak/diteruskan, sedangkan (olume 'at

ts tidak eruah.

li)uid $ cairan$olie,air ρ = konstan

*ompressile $ gas $ ρ = tidak konstan


4/131


5/131

[email protected]

• Density = massa jenis= ρ

• S = specific gravity, massa jenis relatif • S = massa jenis fluida / massa jenis air

• S = berat jenis fluida/berat jenis air

• S minyak = 0,8

ρ =massa jenis = massa/volume


6/131

[email protected]

0on(ersi satuan


7/131

[email protected]


8/131


9/131

[email protected] 9


10/131

[email protected] 13

ekanan


11/131


ekanan ;solut

dipakai pada:

• tael


12/131


ekanan

• ekanan $ gaya yg

eker&a pada pada

satuan luas idang.

$ >orce/;rea

$ 5?/m26, l/inc26

$ psi $ pound s)uare inch

$ m4g, m42

*ontoh

1 psi $ A 5?/m26

15?/m26$ 1 Pa 5pascal6

1 -ar $ 13. Pa $ 133333

Pa

1 atm B 1 -ar


13/131

[email protected] 1"

*atatan penting

• Cdara sekeliling B 1 -ar 5asolut6

• Cdara sekeliling B 3 5gage6

• 133 ar 5gage6$131 ar 5asolut6


14/131

[email protected] 1+

• ekanan (akum D 1 -ar asolut

• ekanan (akum $ tekanan minus$ < 5gage6

P $ < 133 Pa 5gage6B tek. Eakum

P $


15/131

[email protected] 1

SC4C


16/131

[email protected] 1

Sifat >luida

• ak mampu menerima gaya geser

• Mampu menerima dan memerikan gaya

tekan.

• >luida memerikan gaya hanya tegaklurus terhadap idang


17/131

[email protected] 1

Statika fluida

• =aya apung, archimedes

• =aya pada idang datar dan lengkung


18/131

[email protected] 1

ekanan P $ ρ g y

ekanan P $ ρ g h


19/131


• Suatu piston G 5?6, menekan oli s$ 3,912dalam silinder, gaya dan tekanan pd fluidats diteruskan melalui fluida dlm pipa ke

manometer, hingga angka manometermenun&ukkan P$2,1 -ar 5gage6.

• 4itunglah erat G 5?6


20/131


21/131


• ;ssumsi ahJa tekanan udara pdinstalasi di gamar erharga sama

• 4itung tekanan di ; 5Pa6


22/131


• 4itung tekanan di -, &ika ean ; $ " ton


23/131



24/131


1ft $12 inch, 1 inch $2,+ cm

• 1 pound $ 1 l $ 3,+ kg

• 1 psi = ? !a" 5soal 16

1 kg/cm# $ ? !a6, 1kg massa ,

• g $13 m/s2


25/131

[email protected] 2

• ;ssumsi : tekanan udara pd manometer,

taung dan semua agian adalah sama.

• 4itung angka pd manometer HP ;I


26/131

[email protected] 2

• 4itunglah tekanan di ;• ;ssumsi : tekanan udara di pipa, taungdan semua agian adalah sama.


27/131

[email protected] 2


28/131

[email protected] 2

• =aya ;rchimedes $ resultan gaya fluida pada

enda HsilinderIyg tenggelam dalam cairan• > archi $ ρ air.g. Eolume enda

$ erat air, seesar (olume air yangdipindahkan oleh enda


29/131


=aya pada enda $ >(1(2 $ >archi

• >(1$ p1.; $ρ. g. HyFhI.;

• >(2

$ p2

p2ρ. g.h.;

• %arc&i= ρ' g' & '( = ρ fluida' g' )olumebenda

• 0esimpulan :gaya archimedes tergantung (olumeenda, tdk tergantung thd kedalaman


30/131

[email protected] "3

-agaimana utk perkara iniA


31/131


-agaimana utk perkara iniA


32/131


• Suatu perahu tongkangagar mengapungdisangga oleh + uah

drum yang tenggelamsetengahnya dalam airsungai.

• Ckuran drum adalah

Φ 3 K 3 5cm6. 7ika

disyaratkan =aya apungL$ -erat total perahu,

maka hitunglah erattotal perahu


33/131

[email protected] ""


34/131

[email protected] "+


35/131

[email protected] "

• 4itungah =aya > 5?6

agar kerucut ts pada

posisi seperti

gamar.perc. gra(itasi

13 5m/s26, massa &enis

air ρ $1333 5?/m"6.


36/131


37/131

[email protected] "

• 7ika silinder a&a ts eratnya 33 5?6,hitung erat rantai agar enda ts. dapatterapung seperti pada gamarA

• Eolume rantai diaaikan


38/131

[email protected] "

• p$ ρ .g.h 5Pa6

• p$ γ .h 5Pa6

• tekanan mempunyai (ariael massa/erat &enis

dan kedalaman, karenanya esaran tekanansecara praktis isa dinyatakan hanya dengankolom cairan sa&a.

• -esaran tekanan isa hanya ditulis, m;ir, cm4g


39/131



40/131

[email protected] +3

• 7ika h $ 5m6, -erapa tekanan air di pipa ;A


41/131


• Pie'ometer

• Manometer taung C


42/131


• 4itunglah tekanan air dalam pipa !,&ika h$ 3, 5m6 dan y $ 3, 5m6 3,+ 5m6 3 5m6.


43/131

[email protected] +"

• P N Pc $ O H γ hg N γ air I

• P N Pc $ O .γ air H Shg N 1I

• 5P


44/131

[email protected] ++


45/131

[email protected]+

=aya pada idang

• =aya seperti tekanan eker&a dengan

tegak lurus pada idang.

• 0arena tekanan adalah fungsi kedalaman,

maka harga tekanan memesar &ika

kedalaman ertamahan.


46/131

[email protected] +

• 4itung tekanan air di titik ;, -, *, dan !

• 4itung tekanan air rata


47/131

[email protected] +


48/131

[email protected] +

Tekanan rata-2, gaya pd bidang

• P $ Hp; F p-I/2 P $ 1/2.Hρ.g.h; F ρ.g.h-I

P $ ρ.g.1/2. Hh; Fh-I

P $ ρ.g.hcgHid.;-I

• > $ p rata $ p rata


49/131


=aya pd idang


50/131

[email protected] 3

Pusat tekanan hp


51/131

[email protected] 1

• =aya > $ γ . hc. ; 5?6

• hc $ &arak ttk erat idang asah thd

perm.eas

• ; $ luas idang asah

• hp $ &arak titik ker&a gaya thd perm.eas

• Q $ &arak titik pusat tekanan thdperm.eas


52/131

[email protected] 2

Titik berat dan momen Ic


53/131

[email protected] "


54/131

[email protected] +

• ;$".$ 1 5m26

• 4c$


55/131

[email protected]


56/131

[email protected]


57/131

[email protected]

• Seuah pintu air lear

5m6, tertutup karena

tertahan -, erapa

gaya >-


58/131

[email protected]

• Suatu saluran air

aJah tanah, yang

mengalirkan air ke

suatu ak pemasokair ke turin.

4itunglah gaya pada

tutup saluran nya.


59/131

[email protected] 9

• !iketahui pintu air

selear 5m6

4itunglah:

• hp H&arak ttk gaya thdper.easI

• =aya air pd idang

• =aya penahan padapasak -

• 0er&akan dalam eOcel


60/131


61/131

[email protected] 1


62/131


63/131

[email protected] "

• Persamaan Rnergi

• Persamaan -ernoulli H idealisasi aliranI

][.....................................tan)2

()2

(

)(

22

m N

J cons Z

g

V p Z

g

V p

aliranidealisasi Bernoulli Persamaan

out in =

=++=++

γ γ

;ssumsi / anggapan :


64/131

[email protected] +

;ssumsi / anggapan :

• 7ika aliran air masuk ke atau keluar dari

andon/reser(oir, 0olam/danau, Sumur, maka

permukaan airnya akan naik atau turun. Pada

analisa aliran utk keadaan yg demikiankecepatan penurunan/kenaikan air diaaikan E B

3

• Sedangkan tekanan lingkungan P $ 3 5gage6


65/131

[email protected]

Persamaan kontinuitas


66/131

[email protected]

• entukan tekanan

udara dalam taung

agar air merah isa

memancar setinggi 23m, gunakan pers.

-ernoulli.


67/131

[email protected]

;liran air dari ;


68/131

[email protected]

• Suatu turinmemanfaatkan deitaliran $ 13 liter/s.

• Cntuk urin, tekananmasukan leih esar

daripada tekanankeluaran.

• 4itunglah daya turin, &ikadaya turin $ h..γ 5Gatt6

• 0edudukan pipamasukan dengan pipakeluaran dianggap sama


69/131

[email protected] 9

;liran air mengalir dari tanki ; ke R, seperti gamar diatas.4l,head loss Hrugi energiI dari :

;

• 0ecepatan aliran, dan deit aliran pada pipa

• ekanan di * dan

• !aya di *, dengan datum R.


70/131

[email protected] 3


71/131


72/131

[email protected] 2

ugas 1 utk mhJ no gasalH2 groupI

• ulisan: pustaka, Je site

• Ctk dipresentasikan

• )iskositas, pelumas

• Sifat fisik, persamaan (iskositas• Penggunaannya : pd pelumas, macam2, sifat2

dan spesifikasinya

• Makalah

• Presentasi5poJer point6

• ?. 1,",,,9,11,1",1,1,19,21,

Eiskositas


73/131

[email protected] "

Eiskositas


74/131

[email protected] +


75/131

[email protected]

Eiskositas

• Plat aJah diam, ($3

• Plat atas ergerak, dg

kecepatan ( 5m/s6 didorong

dengan gaya > 5?6

• ;ntara kedua plat terdapat

fluida seteal h 5m6

• Plat atas atas dan aJah

mempunyai luasan sama

; 5m26


76/131

[email protected]


77/131

[email protected]


78/131

[email protected]

∀ µ = (iskositas dinamik 5Pa.s6 kg/m.s

∀ ν = (iskositas kinematik

∀ ν = µ/ρ 5m2/s6, ρ= masa &enis fluida ts

• Eiskositas nilai turun Hmakin encerI &ika

suhunya naik, ersifat fisik.


79/131

[email protected] 9

• Piston l $ 233 5mm6, d$133 5mm6 dilumasidg pelumas yang (iskositasnya 3, 5Pa.s6

kelonggaran radial Hradial clearenceI 3,2

5mm6,&ika setelah didorong dengan gayaaksial > 5?6, piston ergerak dengan ( $

3, 5m/s6, maka hitunglah gaya > terseut.


80/131

[email protected] 3


81/131

[email protected] 1

• Suatu antalan menyangga piston l $ 2335mm6, d$133 5mm6 dilumasi dg pelumasyang (iskositasnya 3, 5Pa.s6 kelonggaran

radial Hradial clearenceI 3,2 5mm6. Pistonerputar 2 rad/s.

• 4itunglah torsi untuk memutar piston ts.

S hi i t t


82/131

[email protected] 2

Searching internet

• aminar, laminarisasi

• turulen., turulensi

• 4al2 yang terkait, penerapannya dll

)enturi meter alat ukur debit aliran


83/131

[email protected] "

)enturi meter, alat ukur debit aliran.

• ;nalisanya erdasar

persamaan energi

dengan menganggap

tiada energi yang hilang

Hhl $ 3I

• !1 $ diameter pipa utama

• !2 $ diameter throttle

HleherI

• E1 $ kecepatan pd pipautama

• E2 $ kecepatan pd throttle

rificemeter alat ukur deit aliran


84/131

[email protected] +

rificemeter, alat ukur deit aliran.

• ;nalisanya erdasarpersamaan energi denganmenganggap tiada energiyang hilang Hhl $ 3I

• !1 $ diameter pipa utama• !2 $ diameter throttle

HleherI

• E1 $ kecepatan pd pipautama

• E2 $ kecepatan pd throttle


85/131

[email protected]

• ;ir $ 3,3+ 5m"/s6mengalir ke suatu

EM erukuran"33O13 5mm6, &ikas $ 1,2 da O $ 15m6, hitunglah :

*d A 7ika *d $koef.discharge

$ nyata/ ideal

h A


86/131

[email protected]

• ;liran air pd EM tegak dg*d $3,9

• Ckuran EM "33O13 5mm6.

• Pd taung C, O$1,2 5m6,fluida pengisi ta.C s$1,2

• 7arak tegak !1 dengan !2$ 233 5mm6

• *odel suatu karburator 2mekanisme


87/131

[email protected]

*odel suatu karburator 2mekanismepencampur udara dan bensin padamotor bensin3 adala& bentuk tabung)enturi berukuran D = .0 mm",

seperti pada gambar' 4dara 2massa jenis = 1,# kg/m5"3 dari ruangterbuka masuk ke ruang bakarmelalui karburator, pada t&rottle di #tekanan berangsur turun menjadi 67/m#" '

• 9ika laju ba&an bakar adala& 1,#kg/& 2kilogram per jam3'

• :ugas ;

• :ulisala& persamaan energi untukalat tsb

• :ulisla& persamaan kecepatannya

• itungla& rasio masa udarater&adap masa ba&an bakar,seadngkan d = 0,


88/131

[email protected]

soal


89/131

[email protected] 9

soal

• !alam pengu&ian enginedipakai orifice plate untukmengukur deit aliran udarayang masuk kedalam ruang

akar.• !1,!2 masing2 3 +3 mm

*d$3," massa udara 1,25kg/s6, sedangkan taung

erisi air, &ika O $ + 5mm6• 4itung deit udara 5m"/s6


90/131


:abung !itot, alat ukur kecepatan aliran.

• ;nalisanya erdasarpersamaan energi

dengan menganggap

tiada energi yang

hilang Hhl $ 3I

• E1 tidak nol

• E2 $ 3


91/131



92/131


Momentum >luida


93/131


Soal 1


94/131


Soal 1

• Soal 1• Suatu eloJ terpasang mendatar H'1 $ '2I,

memelokkan air "3o la&u masa air 1+ 5kg/s6 ;1 $11" 5cm26 dan ;2 $ 5cm26, erat eloJdiaaikan, G $ 3

• 4itung p1, &ika p2$3 gage

=aya untuk menahan eloJ agar kokohditempatnya.


95/131


96/131

[email protected] 9

• =an&il

• ;liran laminar

• =enap

• turulen


97/131

[email protected] 9


98/131


99/131


urin ;ir Ht PeltonI


100/131


urin ;ir Ht.PeltonI

• Rnergi potensial $ mgh576 yang dimiliki oleh air

di Jaduk, di uah

men&adi energi kinetik

Rk $ T.m.E2 576 pada

no''le

• 0ecepatan air keluar

dari no''le E $ √2.g.h


101/131



102/131



103/131



104/131

• Soal 1:


105/131


• Suatu turin pelton eker&amemanfaatkan ketinggianair h $ 335m6, diameterno''le 135mm6, dengan f$ 9U. Pancaran airdielokkan 1o oleh sudu

turin. !iameter rodaturin 1 5m6, kec. inearroda turin $ 3,+ E

• 4itunglah !eit air,!ayaturin, putaran rpm turin,dan eff.urin$Po/Pi


106/131


• Pancaran air masukke turin impulsdengan kecepatan E$ 3 5m/s6 dengan

sudut kemiringan


107/131



108/131



109/131


• aminar e D 2333

• ransisi 2333 D e D +333

• urulent e L +333

!iagram Moody


110/131


Soal 1


111/131


• entukan :• !aya

pompa -


112/131


;liran air melalui pipa esi tuang Hf$3,32I,

di * adalah kontraksi mendadak dengan k$ 3,"I,kR$3,, k>$1

• 4itung tekanan di - HR


113/131


• ;ir pd suhu ", 3 Hρ$99


114/131


;ir pd suhu ", Hρ 99

5kg/m"6, µ $ 3,3333

5Pa.s6I mengalir pada pipaerlapis aspal e $3,12I

>aktor minor losses k pada-, dan *, !, R adalah 3,dan 3,+, sedang pada R,>,dan kran 4 adalah 1,3,3,, dan ",3

4itunglah deit aliran 5m"/s6


115/131



116/131


∀ Σ> $ 3• >1 N >2 < =aya geser $ 3

• >1 $p1. ; $ p1.π/+.d2.

• >2 $p2. ; $ p2.π/+.d2

• =aya geser $ τ.π.d.l.

• !ari persamaan (iskositas,

τ $ µ d(/dh, =aya geser, τ = >/;


117/131


118/131



119/131



120/131



121/131



122/131



123/131



124/131



125/131


Suatu percabangan pipamengalirkan air 1000


126/131


gliter/detik, tiap cabangpipa dibuat dari ba&anyang sama pada aliranturbulen penu& 2fullyturbulence3, jika minorlosses diabaikan'

:ugas ;• +uatla& persamaan

kontinuitas untukpercabangan pipa diatas'

• +uatla& persamaanenergi pada masing6masing cabang'

• itungla& kecepatanaliran pada masing6masing cabang'

• itungla& kecepatanaliran pada masing6masing cabang'

Soal N soal CS


127/131


• 0arurator • #nstalasi pompa

• Manfaat aliran laminar dan turulen

*ontoh C;S


128/131



129/131



130/131

[email protected] 1"3

Suatu instalasi pompa air menghisapair dari sumur ke poJer, pan&ang

dan diameter ke seluruhan pipa


131/131

dan diameter ke seluruhan pipaadalah +3 5m6 dan 5mm6. 7ika

aliran air

yang masuk ke toJer adalah 5m"6tiap satu &am, maka tugasanda

adalah :• -uatlah persamaan energi untuk

instalasi diatas.

• 4itungalah kecepatan aliran dalampipa 5m/s6• -eda kecepatan masuk dan keluar

pompa 5Pa6• !aya pompa 5GV

Titik Koef head loss

1 0,4

2 3,0

3 0,4

4 0,4

5 0,5

KuliahMF 3 A I.ppt

Documents

Transcript of KuliahMF 3 A I.ppt