Laboratorium Fisika ( Laju aliran udara dalam pipa venturi )

LAJU ALIRAN UDARA DALAM PIPA VENTURI

A. Tujuan Percobaan
Mengukur laju udara dalam pipa Venturi dengan indikator zat cair

B. Alat dan bahan
1. Alat ukur venturi ( venture meter)
2. Zat cair (air)
3. Sumber udara
4. Jangka sorong
5. Statif
6. Mistar

C. Dasar Teori
Berdasarkan persamaan kotiunitas, laju aliran fluida dapat berubah-ubah sepanjang jalur fluida, tekanan juga dapat berubah-ubah tergantung pada keadaan ketinggian. Dan juga tergantung pada aliran. Kita biasa mendapatkan hubungan penting yang disebut persamaan Bernoulli yang menghubungkan tekanan, laju aliran dan ketinggian untuk aliran, persamaan bernoulli merupakan alat pokok dalam menganalisis sistem perpipaan, stasiun pembangkit listrik tenaga air dan penerbangan pesawat.








Gambar di atas memperlihatkan aplikasi dari persamaan Bernoulli dan persamaan kontoinitas, sebuah venturi meter yang digunakan untuk mengukur laju aliran di dalam pipa, dengan persamaan laju aliran V1 dalam bentuk luas penampang A1 dan dan laju aliran V2 dengan luas penampang A2 serta selisih ketinggian h cairan pada selang pipa yang diisi dengan zat cair.

Berdasarkan persamaan Bernoulli untuk titik saluran besar (titik 1) dan titik saluran kecil (titik 2) dalam pipa
…………………………………………….(1)
Dari persamaan kontuinitas kita subtitusikan dan menyusun ulang, didapatkan: …………………………………………….(2)
Karena A1 lebih besar dari A2, v2 lebih besar dari v1 dan tekanan p2 dalam leher lebih kecil dari p1, Gaya total pada bagian kanan mempercepat fluida saat memasuki leher dan gaya total pada bagian kiri memperlambatnya saat keluar. Selisih tekanan juga sama dengan . Maka didapatkan persamaan

persamaan laju udara dalam pipa dengan luasan A
D. Proses Kerja
1. Menyusun alat venturi meter seperti pada gambar berikut:






2. Memasang ujung selang yang diisi dengan zat cair (air) yang dihubungkan dengan badan pipa yang berukuran A1 dan A2.
3. Menghubungkan ujung pipa venturi meter terhadap sumber udara.
4. Menghidupkan sumber udara dengan mengatur besarnya hembusan udara yang dimasukkan ke adalam pipa venturi dan mencatat perubahan tinggi h untuk setiap 5 kali pengaturan besar hembusan udara.
E. Hasil Pengamatan
R= 40,2x 10-3m r = 12,2 x 10-3 m
No h (m) A1(m2) A¬2(m2)
1 6,10 x 10-2 1,27 x 10-3 1,17 x 10-4
2 8,10 x 10-2 1,27 x 10-3 1,17 x 10-4
3 9,20 x 10-2 1,27 x 10-3 1,17 x 10-4
4 11,9 x 10-2 1,27 x 10-3 1,17 x 10-4
5 13,4 x 10¬¬¬-2 1,27 x 10-3 1,17 x 10-4


E. Analisa Data
Kecepatan aliran udara
• V1 =











•
No V2 (m/s)
1 1,12
2 1,32
3 1,38
4 1,58
5 1,68


F. Pembahasan
Penentuan kecepatan aliran udara dalam pipa venturi merupakan variasi dari alat sebelumnya di mana fluida dialirkan melalui tabung venturi meter dengan indicator zat cair. Pada percobaan ini udara dialirkan kemudian mengalami penyempitan dengan laju dan tekanan yang cukup besar pada bagian leher pipa venturi tekanan inilah yang kemudian berdampak pada perubahan jarak antar permukaan zat cair (air) sebagai indikator untuk mengukur h (selisih tinggi permukaan air).
Pengukuran kecepatan aliran udara untuk setiap perubahan besar hembusan udara seperti pada tabel:
No h (m) A1(m2) A¬2(m2) V1 (m/s) V2 (m/s)
1 6,10 x 10-2 1,27 x 10-3 1,17 x 10-4 0,34 1,12
2 8,10 x 10-2 1,27 x 10-3 1,17 x 10-4 0,40 1,32
3 9,20 x 10-2 1,27 x 10-3 1,17 x 10-4 0,42 1,38
4 11,9 x 10-2 1,27 x 10-3 1,17 x 10-4 0,48 1,58
5 13,4 x 10¬¬¬-2 1,27 x 10-3 1,17 x 10-4 0,51 1,68

Kecepatan pada A1 sangat kecil dibandingkan pada kecepatan pada permukaan A2 ini disebabkan oleh semakin kecil luas permukaan yang dilewati maka semakin besar pula kecepatan aliran udaranya.

G. Kesimpulan
Berdasarkan pengamatan dapat disimpulkan yaitu:
1. Perbedaan tekanan dalam pipa venturi oleh luasan penampang yang berbeda mempengaruhi besarnya laju aliran udara pada setiap luasan permukaan.
2. Perubahan tekanan udara terhadap luasan A2 ikut menekan permukaan zat cair (air) dengan selisih tinggi permukaan (h).