TL2101 Mekanika Fluida I - kuliah.ftsl.itb.ac.idkuliah.ftsl.itb.ac.id/wp-content/uploads/2016/10/fluid-mechanics... · menggunakan prinsip dasar aliran staedy state ... Air mengalir

12/10/2016

1

TL2101 Mekanika Fluida I

Benno Rahardyan

Pertemuan 5

Mg Topik Sub Topik Tujuan Instruksional (TIK)

1 Pengantar Definisi dan sifat-sifat fluida,

berbagai jenis fluida yang

berhubungan dengan bidang TL

Memahami berbagai

kegunaan mekflu

dalam bidang TL

Pengaruh tekanan Tekanan dalam fluida, tekanan

hidrostatik

Mengerti prinsip-2

tekanan statitka

2 Pengenalan jenis

aliran fluida

Aliran laminar dan turbulen,

pengembangan persamaan untuk

penentuan jenis aliran: bilangan

reynolds, freud, dll

Mengerti, dapat

menghitung dan

menggunakan prinsip

dasar aliran staedy state

Idem Idem Idem

3 Prinsip kekekalan

energi dalam

aliran

Prinsip kontinuitas aliran,

komponen energi dalam aliran

fluida, penerapan persamaan

Bernoulli dalam perpipaan

Mengerti, dapat

menggunakan dan

menghitung sistem prinsi

hukum kontinuitas

4 Idem Idem + gaya pada bidang terendam Idem

5 Aplikasi

kekekalan

energi

Aplikasi kekekalan energi dalam

aplikasi di bidang TL

Latihan menggunakan

prinsip kekekalan

eneri khususnya

dalam bidang air

minum

UTS - -

12/10/2016

2

Two vertical cylindrical tanks of 5m and 3m diameter contain water. They are joined near their bases by a pipe of diameter 5cm which is short enough to be considered an orifice with Cd of 0.6. If the 3 m diameter tank initially has a level 2 m higher than the other, calculate how long it will take for the levels to become equal in each tank.

12/10/2016

3

h in this expression is the difference in height between the two levels (h2 - h1).

To get the time for the levels to equal use hinitial = h1 and hfinal = 0.

The question says hinitial = 2m and we want the time for the tanks to equal so, hfinal = 0

Reading assignment :

12/10/2016

4

Koefisien Energi dan Momentum

Pada Koefisien Energi penurunan di atas, kecepatan seragam

untuk semua titik

Pada prakteknya hal ini tidak terjadi. Namun demikian hal ini

dapat didekati dengan menggunakan koefisien energi dan momentum

Dengan V adalah kecepatan rata-rata

Persamaan Bernoulli menjadi

Persamaan Momentum menjadi

Nilai a dan b diturunkan dari distribusi kecepatan.

Nilainya > 1 tetapi untuk aliran turbulen umumnya a < 1,15 dan b < 1,05

12/10/2016

5

Darcy Weisbach

Tugas

Jelaskan penurunan persamaan

- Hagen-Poiseuille

- Darcy-Weisbach

Dikumpulkan 25 September 2006 13.00

12/10/2016

6

Prof. Dr. Ir. Bambang Triatmodjo, CES-UGM :

Hidraulika I, Beta Ofset Yogyakarta, 1993

Hidraulika II, Beta Ofset Yogyakarta, 1993

Soal-Penyelesaian Hidraulika I, 1994

Soal-Penyelesaian Hidraulika II, 1995

Air mengalir melalui pipa berdiameter 150 mm dan kecepatan 5,5 m/det.Kekentalan kinematik air adalah 1,3 x 10-4 m2/det. Selidiki tipe aliran

turbulenaliranberartiKarena

xx

x

v

VD

reynoldsBilangan

4000Re

1035,6103,1

15,05,5Re

:

5

6

12/10/2016

7

Minyak di pompa melalui pipa sepanjang 4000 m dan diameter 30 cm dari titik A ke titik B. Titik B terbuka ke udara luar. Elevasi titik B adalah 50 di atas titik A. Debit 40 l/det. Debit aliran 40 l/det. Rapat relatif S=0,9 dan kekentalan kinematik 2,1 x 10-4 m2/det. Hitung tekanan di titik A.

erLaaliranberartiKarena

x

x

v

VD

reynoldsBilangan

dtkm

xA

QV

aliranKecepatn

mZZAbawahujung

terhadapBpipaatasujungElevasi

mkgSrelatifRapat

dtkmxvkinematikKekentalan

dtkmQaliranDebit

mLpipaPanjang

cmDpipaDiameter

AB

min2000Re

6,808101,2

3,0566,0Re

:

/566,0

3,04

04,0

:

50:)(

)(

/9009,0:

/101,2:

/04,0:

4000:

30:

4

2

3

24

3

kPap

mNp

xxp

mp

p

VV

hfzg

Vpz

g

Vp

mx

xxx

gD

vVLhf

tenagaKehilangan

A

A

A

A

A

BA

BBB

AAA

574,593

/574,593

81,990023,67

23,67

23,175000

22

23,173,082,9

4000,566,0101,23232

2

22

2

4

2

12/10/2016

8

Minyak dipompa melalui pipa berdiameter 25 cm dan panjang 10 km dengan debit aliran 0,02 m3/dtk. Pipa terletak miring dengan kemiringan 1:200. Rapat minyak S=0,9 dan keketnalan kinematik v=2,1x 10-4 m2/det. Apabila tekanan pada ujung atas adalah p=10 kPA ditanyakan tekanan di ujung bawah.

erLaaliranberartiKarena

x

x

v

VD

reynoldsBilangan

dtkm

xA

QV

aliranKecepatn

NmkPapBBdiTekanan

mkgSrelatifRapat

dtkmxvkinematikKekentalan

dtkmQaliranDebit

pipaKemiringan

mLpipaPanjang

cmDpipaDiameter

min2000Re

485101,2

25,04074,0Re

:

/4074,0

25,04

02,0

:

000.1010:

/9009,0:

/101,2:

/02,0:

200:1:

000.10:

25:

4

2

2

3

24

3

kPap

mNp

xxp

mp

x

p

VV

hfzg

Vpz

g

Vp

mxz

ujungkeduaelevasiSelisih

m

x

xxxx

gD

vVLhf

tenagaKehilangan

A

A

A

A

A

BA

BBB

AAA

642,845

/642,845

81,990078,95

78,95

65,445081,9900

000.100

22

50000.10200

1

:

65,44

25,082,9

10000566,0101,23232

2

22

2

4

2

12/10/2016

9

Sebuah reservoir menyuplai air ke sebuah pipa mendatar 0.15 m panjangnya 244 m. aliran pipa tersebut penuh dan mengeluarkan debit 0.062 m3/detk. Berapa tekanan di tengah-tengah jalan dalam pipa dengan menganggap head turun adalah 1.86 m dalam tiap 30 m panjang. ?

Hitung kehilangan tenaga karena gesekan di dalam pipa sepanjang 1500 m dan diameter 20 cm, apabila air mengalir dengan kecepatan 2 m/det. Koefisien gesekan f=0,02

Penyelesaian :

Panjang pipa : L = 1500 m

Diameter pipa : D = 20 cm = 0,2 m

Kecepatan aliran : V = 2 m/dtk

Koefisien gesekan f = 0,02

m

xx

x

g

V

D

Lfhf

tenagaKehilangan

58,30

81,922,0

2150002,0

2

2

2

12/10/2016

10

Air melalui pipa sepanjang 1000 m dan diameternya 150 mm dengan debit 50 l/det. Hitung kehilangan tenaga karenagesekan apabila koefisien gesekan f = 0,02

Penyelesaian : Panjang pipa : L = 1000 m Diameter pipa : D = 0,15 m Debit aliran : Q = 50 liter/detik Koefisien gesekan f = 0,02

m

xx

xx

QDg

Lfhf

tenagaKehilangan

4,54

)015,0(81,9

100002,0802,0

8

22

5

52

12/10/2016

11

12/10/2016

12

12/10/2016

13

12/10/2016

14

12/10/2016

15

12/10/2016

16

12/10/2016

17