LAPORAN PRAKTIKUM

MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA

KELOMPOK 02

Kasan 121132003

Lukman hakim 121122004

Maman suryaman 1211220010

Nur wahid 121122011

Rahmawati 121122005

Asisten Modul : Muthaiah fadillah

Tanggal Praktikum : 15 Agustus 2015

LABORATORIUM HIDROLOGI, HIDROLIKA DAN SUNGAI

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

2015

OSBORNE REYNOLDS

A. TUJUAN

Memvisualisasikan aliran laminer,aliran transisi,turbulen dan frofil kecepatan.

Mengulangi percobaan klasik yang di lakukan Prof Osborne Reynolds mengenai

kondisi aliran.

B. TEORIBilangan Reynolds (RE)telah di kenal luas sebagai kreteria penentuan kondisi aliran cairan bilangan RE ini di perolh dari hasil perbandingan antara gaya inersia dan gaya kekentalan (viscous force) dalam suatu cairan,dinyatakkan sebagai:

Dimana

V :kecepatan rata-rata(m/s)

D : diameter pipa(m)

Kinematik vistositas cairan(m/s)

Bilangan ini dapat di gunakkan untuk menentukkan keadaan transisi dari aliran

laminar ke aliran turbulen.

Untuk aliran pada pipa :

Re laminar<2000

Re transisi =2000-4000

Re turbulen >4000

Gambar ini menunjukkan kelakuan cairan pewarna yang di masukkan kedalam suatu

pipa kaca.

Aliran laminar pada gambar H. 11.1 di tandai oleh keadaan mantap di mana semua

garis alir mengikuti lintasan yang sejajar.

Dalam kondisi ini maka zat pewarna nampak jelas sebagai satu kesatuan yang

berbentuk inti.

Aliran torbulen gambar H 12, di tandai oleh keadaan yang tidak mantap di mana garis

alir saling bertabrakan sehingga menimbulkan bidang geser yang patah dan terjadinya

antara air dan zat pewarna .dalam keadaan ini maka zat pewarna buyar pada saat

terjadinya pencampuran cairan.

Sejalan dengan meningkatnya kecepatan aliran,maka terjadilah proses transisi aliran

dari laminar ke turbulan .keadaan inilah yang di sebut sebagai aliran transisi.hal ini di

tandai dengan awal terjadinya penyimpangan garis alir zat pewarna sampai dengan

buyar sepenuhnya di mana aliran telah terjadi turbulen.

C. ALAT-ALAT

1. Meja Hidrolika2. Stop watch3. Gelas ukur

4. Thermometer5. Alat percobaan Osborne Reynolds

Gambar H ,11.3

Keterangan gambar :1. Katup pengalir zat pewarna(katup1)2. Reservoir zat pewarna3. Sekrup pengatur tabung halus (katup 2)4. Pelimpah5. Tabung halus6. Corong pemulus tabung pipa.7. Katup pengatur aliran melalui pipa kaca (katup 3)8. Tangki tekanan9. Pipa /slang aliran masuk10. Pipa kaca peraga aliran(ᶲ = 1 cm)11. Katup pengatur debit di meja hidrolika(katup 4 , tiadak terdapat di gambar).

D. CARA KERJA

1. Siapkan alat-alat percobaan.a. Letakkan alat percobaan Osborne Reynolds di dekat meja

hidrolika(bukan di atas)b. Sambungkan pipa/selang aliran masuk ke meja hidrolikac. Tempatkan pipa slang keluar ke dalam pembuangan air di meja

hidrolika2. Tutup katup 33. Buka katup 44. Isilah tangki tekanan secara perlahn sampai melimpah melalui bagian

pelimpah

5. Tampung air limpahan di gelas ukur dan ukur temperatur air dan catat6. Jika keadaan(4) tercapai,tutup / hentikkan suplai air dari meja hidrolika.7. Buka katup 3 dan kemudian tutup kembali setelah pipa peragaan aliran terisi

air.8. Sebelum melanjutkan, diamkan dahulu alat percobaan dalam keadaan terakhir

tersebut sedikit selama 10 menit.9. Buka katup 4 sedikit sehingga air menetes dari pipa aliran keluar dari bagian

pelimpah.10. Buka katup 3 secara perlahan dan atur katup pengatur zat pewarna (katup 1)

sehingga terbentuklah aliran perlahan yang hanya garis alir bewarna nampak jelas.

11. Bila garis alir telah nampak jelas, catatlah kondisi aliran zat pewarna secara visual,volume air dan waktu pengalirannya pada lembar tersedia.

12. Tutup katup 3 dan ulangi langkah (10) dan (11) sehingga didapat untuk 3 jenis airan.

D. PENGOLAHAN DATA

Data :

a. Debit

b. Luas penampang

c. Kecepatan

d. Bilangan Reynolds

e. Viskositas kinematik (s) pada suhu 30oC = 8,02.10-7 m2/det

Re < 2000 = Aliran laminer

Dimana : 2000 < Re < 4000 = Aliran transisi

Re > 4000 = Aliran turbulen

Data hasil praktikum dari ketiga jenis aliran(laminar,transisi,turbulen)

No. Jenis Aliran percobaanVolume

(ml)Waktu (detik)

1 Laminer a 68 10.11    b 64 9.99    c 62 10.32   2 Transisi a 192 9.54    b 208 10.98    c 190 9.88   3 Turbulen a 340 10.09    b 340 10.32    c 320 09,99

Data perhitungan dari satuan ml ke dm3 atau liter.

No. Jenis Aliran percobaan Volume (ml) Volume (ml)1 Laminer a 68 0.068    b 64 0.064    c 62 0.0622 Transisi a 192 0.192    b 208 0.208    c 190 0.193 Turbulen a 340 0.34    b 340 0.34    c 320 0.32

1. Data Hasil Perhitungan aliran laminar.

Volume (V) =0.000068m3

Time (t) = 10.11 detik

Debit (Q) =

=

= 0.00000673 m3/s

Diameter (d) = 0.01 m3/s

Luas penampang(A) =

=

=0,0000785 m2

Kecepatan rata-rata (V) =

=

= 0,086 m/s

Viskositas kinematik (s) pada suhu 30oC = 8,02.10-7 m2/det

Bilangan Reynolds (Re) =

=

= 1067.38 Karena 1067.38 (< 2000 = Aliran laminar)

noVolume

(m3)Waktu (detik) Debit(m³/s) luas (m²) Kecepatan(m/s) s0 Re

1 0.000068 10.11 6.73E-06 7.86E-05 0.086 0.000000802 1067.382 0.000064 9.99 6.41E-06 7.86E-05 0.082 0.000000802 1016.663 0.000062 10.32 6.01E-06 7.86E-05 0.076 0.000000802 953.40

2. Data Hasil Perhitungan aliran Transisi.

Volume (V) =0.000192m3

Time (t) = 9.54detik

Debit (Q) =

=

= 0.0000201 m3/s

Diameter (d) = 0.01 m3/s

Luas penampang(A) =

=

=0,0000785 m2

Kecepatan rata-rata (V) =

=

= 0.25614637 m/s

Viskositas kinematik (s) pada suhu 30oC = 8,02.10-7 m2/det

Bilangan Reynolds (Re) =

=

= 3193.85Karena  3193.85 (2000 < Re < 4000 = Aliran transisi)

noVolume

(m³)Waktu (detik) Debit(m³/s) luas (m²) kecepatan(m/s) s0 Re

1 0.000192 9.54 2.01258E-05 7.86E-05 0.25614637 0.000000802 3193.852 0.000208 10.98 1.89435E-05 7.86E-05 0.24109952 0.000000802 3006.233 0.00019 9.88 1.92308E-05 7.86E-05 0.24475524 0.000000802 3051.81

3. Data Hasil Perhitungan aliran Turbulen.

Volume (V) =0.00034 m3

Time (t) = 10.09detik

Debit (Q) =

=

= 0.0000336 m3/s

Diameter (d) = 0.01 m3/s

Luas penampang(A) =

=

=0,0000785 m2

Kecepatan rata-rata (V) =

=

= 0.428867466 m/s

Viskositas kinematik (s) pada suhu 30oC = 8,02.10-7 m2/det

Bilangan Reynolds (Re) =

=

= 5347.475Karena 5347.475 Re > 4000 = Aliran turbulen

noVolume

(m³)Waktu (detik) Debit(m³/s) luas (m²) kecepatan(m/s) s0 Re

10.00034 10.09

3.36967E-05 7.85714E-05 0.428867466 0.000000802 5347.475

20.00034 10.32

3.29457E-05 7.85714E-05 0.419309373 0.000000802 5228.296

3 0.00032 9.99 3.2032E-05 7.85714E-05 0.407680408 0.000000802 5083.297

E. ANALISA

1. Analisa Percobaan

Tujuan dari praktikum modul H11 ini adalah memvisualisasikan aliran laminer,aliran transisi,torbulen dan frofil kecepatan,mengulangi percobaan klasik yang di lakukan Prof Osborne Reynolds mengenai kondisi aliran

Praktikum ini diawali dengan mempersiapkan alat – alat. Praktikan pun hanya tinggal menggunakan saja peralatan untuk praktikum Osborne Reynolds. Data yang diambil pada percobaan ini adalah sebanyak tiga kali, dan masing masing tiap jenis aliran juga sebanyak tiga kali .sehingga totoal percobaan sebanyak Sembilan data.yaitu pada aliran laminar volume 68ml, dan masing masing waktu10.11dtik. Tempatkan pipa pembuangan air kedalam bak yang telah disediakan.buka katup 4 lalu tutup katup 3 catat volume,waktu kurang lebih selama 10 detik.lalu tutup katup 4 buka katup 3 catat volume,waktu kurang lebih 10 menit lakukan percobaan selama tiga kali. dari Pada percobaan ini, praktikan mendapat volume dan waktu adalah

68ml ,10.11detik untuk aliran laminer volume 192ml,09.45detik untuk aliran transisi dan 340ml , 10.09detik untuk aliran turbulen.

Berikut data yang tercatat saat melakukan percobaan:

No. Jenis Aliran percobaanVolume

(ml)Waktu (detik)

1 Laminera 68 10.11b 64 9.99c 62 10.32

2 Transisia 192 9.54b 208 10.98c 190 9.88

3 Turbulena 340 10.09b 340 10.32c 320 09,99

2. Analisa Pengolahan Data

Dalam percobaan ini diperoleh data – data berupa :volume dan waktu yang di hasilkan dari percobaan Osborne Reynolds Menghitung Re

praktikum adalah dengan menggunakan rumus :

Nilai S didapat Viskositas kinematik (ν) pada suhu 30oC = 8,04.10-7 m2/det

Dari rumus di atas maka diperoleh Re dari masing masing aliran laminer,transisidan turbulen hasil praktikum sebagai :

Re jenis aliran visual1067.38 Laminer Laminer1016.66 Laminer Laminer953.40 Laminer Laminer

     3193.85 Transisi Transisi3006.23 Transisi Transisi3051.81 Transisi Transisi

     5347.47 Turbulen Turbulen5228.30 Turbulen Turbulen5083.30 Turbulen Turbulen

Setelah mendapat nilai Re dari praktikum, nilai Re ini dibandingkan dengan perhitungan dari masing masing kecepatan dari masing-masing aliran.

No.Jenis

Aliranpercobaan

Volume (ml)

Waktu (detik) kecepatan

1 Laminera 68 10.11 0.086b 64 9.99 0.082c 62 10.32 0.076

2 Transisia 192 10.11 0.256b 208 9.99 0.241c 190 10.32 0.245

3 Turbulen a 340 10.11 0.429b 340 9.99 0.419c 320 10.32 0.408

bahwa hasil praktikan besar debit maka semakin besar pula Bilangan Reynolds, dan Besar kecilnya Bilangan Reynolds dapat digunakan untuk menentukan jenis-jenis aliran

3. Analisa Kesalahan

Kesalahan yang terjadi dalam percobaan disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya yaitu karena : Faktor manusia

- Ketidaktelitian praktikan dalam mengukur volume.- Ketidak kompakan antara operator stop wath dan gelas ukur

pembuangan air pada slang.- Kemudian ketidak tepatan dalam mengatur tinta.

Faktor alatAlat juga dapat mempengaruhi kesalahan disini yaitu kemungkinan ketidak akuratannya alat yang di gunakkan.

F. KESIMPULAN

Berdasarkan data-data percobaan dan pembahasan di atas, maka dapat diambil kesimpulan :

a. Semakin besar kecepatan pipa semakin besar pula nilai bilagan Reynolds yang didapat ,sehingga akan mempengaruhi jenis aliran bilangan Reynolds.

b. Jenis-jenis aliran yaitu : Aliran Laminer, yaitu kondisi aliran dengan garis-garis aliran

mengikuti jalur yang sejajar( Aliran Turbulen, yaitu kondisi aliran dengan garis-garis aliran

yang saling bersilangan. Aliran Transisi yaitu kondisi yaitu aliran berubah dari laminar ke

turbulen.c. Pada perhitungan poercobaan ini didapatkan hasil sebagai berikut :

Aliran Laminer dengan Re = 1067.38 Aliran Laminer dengan Re = 1016.66 Aliran Laminer dengan Re = 953.40

Aliran Transisi dengan Re = 3193.85 Aliran Transisi dengan Re = 3006.23 Aliran Transisi dengan Re = 3051.81 Aliran Turbulen dengan Re = 5347.47 Aliran Turbulen dengan Re = 5228.30 Aliran Turbulen dengan Re = 5083.30

d. Perbedaan jenis visual aliran dengan hasil perhitungan terjadi karena kekurang telitian praktikan dalam melaksanakan praktikum seperti dalam hal :

Mencatat volume zat cair yang keluar; Perhitungan waktu yang dibutuhkan; Kecermatan mata dalam mengamati bentuk-bentuk aliran zat.

G. REFERENSI

Subagyo 1965” Pedoman praktikum mekanika fluida “ fakultas teknik

universitas Indonesia.depok.

Chow v.t:open chenel hydraulics,mc.graw hill 1959

F. LAMPIRAN

Alat percobaan