KARAKTERISTIK ALIRAN
DIATAS “FALL VELOCITY”
1.
TUJUAN
PERCOBAAN
Ø Menunjukkan efek bentuk partikel terhadap kecepatan jatuh
dari benda berbentuk streamline shapedan sphere shape di dalam fluida.
2.
PERALATAN DAN BAHAN
a) Perangkat peralatan “Drag Coefficient” partikel
b) Stopwatch
c)
Benda uji berbentuk streamline shape
= 11 mm dan spheres
shape
= 10 mm
a)Perangkat
peralatan“Drag Coefficient” partikel
b)Stopwatch
|
SPHERES SHAPE
|
Gambar 2.1 Perangkat peralatan
“Drag Coefficient” partikel
3.
DASAR
TEORI
Fluida yang
mengalir melalui benda sebagian atau seluruhnya terbenam di dalamnya
memberikan suatu gaya pada benda tersebut. Gaya yang ada pada arah pengaliran dikenal
sebagai "Drag” atau hela.
Total drag adalah
jumlah gaya-gaya yang dikenal sebagai Surface Drag atau Form Drag. Besar
relatif dari dua komponen itu tergantung pada ukuran dan bentuk dari benda yang
terbenam.
Adapun yang
mempengaruhi besar atau kecil gaya hela adalah bentuk dari permukaan benda yang
dilalui fluida tersebut. Benda dengan bentuk streamline jika dijatuhkan kedalam
fluida akan bergerak lebih lambat dari benda berbentuk bundar karena gaya hela
pada permukaan streamline lebih besar dari gaya hela benda bundar.
Akan dilakukan
pengamatan bahwa apabila benda dengan bentuk stream line dijatuhkan di dalam
fluida, jatuhnya akan lebih lambat daripada benda berbentuk bundar (bola). Oleh
karena semua gaya helanya adalah surface drag (skin friction) yang lebih besar
daripada yang berbentuk bola.
Kecepatan terminal sebuah partikel sedimen dapat ditentukan secara teori
melalui kesempatan berat apung (bouyant
weight) dan gaya resistans (resisting
force) FD sebagai berikut:
WS
Keseimbangan gaya sebuah partikel bola Pada saat ”terminal velocity”
FD=WS
Cd.
.
=
p.r3
(rs – r) g
Keterangan :
FD :
Gaya tekan (drag force) (kg)
Cd :
Koefisien debit
A : Luas
partikel yang diproyeksikan dalam arah jatuh (mm)
W : Fall
velocity (mm/detik)
r : Jari-jari partikel (mm)
ρs : Densitysedimen (mm3)
ρ : Density
air
4.
PROSEDUR PERCOBAAN
1.
Isilah tabung dengan
zat cair bersih yang berviskositas tinggi. Zat cair yang digunakan yaitu
Gliserol dan air.
2.
Ukur suhu ruangan.
3.
Jatuhkan benda uji
dari atas tabung sampai mencapai dasar tabung.
4.
Catat waktu yang
ditempuh benda uji tersebut, mulai dari atas tabung hingga ke dasar tabung.
5.
Keluarkan benda uji
yang telah sampai ke dasar tabung dengan benang yang telah dililitkan ke benda
uji.
6.
Ulangi percobaan
tersebut hingga lima kali untuk masing-masing zat cair dan masing-masing benda
uji (Sphere shape dan Streamline shape).
5.
PERHITUNGAN DATA
a)
Jenis fluida ® Air
|
Streamline
shape
|
Diameter = 11 mm
|
||||
|
(1)
|
(2)
|
(3)
|
(4)
|
(5)
|
|
|
Waktu (detik)
|
0,27
|
0,22
|
0,31
|
0,22
|
0,31
|
|
Kecepatan (mm/detik)
|
3703,70
|
4545,45
|
3225,81
|
4545,45
|
3225,81
|
|
Kecepatan rata-rata (mm/detik)
|
3849,24
|
||||
Tinggi jatuh =
100 cm = 1000 mm
Temperatur = 27° C
b)
Jenis fluida ®Glicerol
|
Streamline
shape
|
Diameter = 11 mm
|
||||
|
(1)
|
(2)
|
(3)
|
(4)
|
(5)
|
|
|
Waktu (detik)
|
0,99
|
0,85
|
0,81
|
0,85
|
0,85
|
|
Kecepatan (mm/detik)
|
1010,10
|
1176,47
|
1234,57
|
1176,47
|
1176,47
|
|
Kecepatan rata-rata (mm/detik)
|
1154,82
|
||||
Tinggi jatuh =
100 cm = 1000 mm
Temperatur = 27° C
c)
Jenis fluida ® Air
|
Spheres
shape
|
Diameter = 10 mm
|
||||
|
(1)
|
(2)
|
(3)
|
(4)
|
(5)
|
|
|
Waktu (detik)
|
0,40
|
0,36
|
0,40
|
0,49
|
0,40
|
|
Kecepatan (mm/detik)
|
2500
|
2777,78
|
2500
|
2040,82
|
2500
|
|
Kecepatan rata-rata (mm/detik)
|
2463,72
|
||||
Tinggi jatuh =
100 cm = 1000 mm
Temperatur = 27° C
d)
Jenis fluida ®Glicerol
|
Spheres
shape
|
Diameter = 10 mm
|
||||
|
(1)
|
(2)
|
(3)
|
(4)
|
(5)
|
|
|
Waktu (detik)
|
2,38
|
2,65
|
2,56
|
2,61
|
2,65
|
|
Kecepatan (mm/detik)
|
420,17
|
377,36
|
390,63
|
383,14
|
377,36
|
|
Kecepatan rata-rata (mm/detik)
|
389,73
|
||||
Tinggi jatuh =
100 cm = 1000 mm
Temperatur = 27° C
Perhitungan:
Streamline shape
Jenis fluida ® Air
Ø Eksperimen 1
S = 100cm= 1000 mm
t = 0,27
detik
v =
=
= 3703,70 mm/detik
Ø Eksperimen 2
S = 100cm= 1000 mm
t = 0,22
detik
v =
=
= 4545,45 mm/detik
Ø Eksperimen 3
S = 100cm= 1000 mm
t = 0,31
detik
v =
=
= 3225,81 mm/detik
Ø Eksperimen 4
S = 100cm= 1000 mm
t = 0,22
detik
v =
=
= 4545,45 mm/detik
Ø Eksperimen 5
S = 100cm= 1000 mm
t = 0,31
detik
v =
=
= 3225,81 mm/detik
Jenis fluida ®Glicerol
Ø Eksperimen 1
S = 100cm= 1000 mm
t = 0,99
detik
v =
=
= 1010,10 mm/detik
Ø Eksperimen 2
S = 100cm= 1000 mm
t = 0,85
detik
v =
=
= 1176,47 mm/detik
Ø Eksperimen 3
S = 100cm= 1000 mm
t = 0,81
detik
v =
=
= 1234,57 mm/detik
Ø Eksperimen 4
S = 100cm= 1000 mm
t = 0,85
detik
v =
=
= 1176,47 mm/detik
Ø Eksperimen 5
S = 100cm= 1000 mm
t = 0,85
detik
v =
=
= 1176,47 mm/detik
Spheres shape
Jenis fluida ® Air
Ø Eksperimen 1
S = 100cm= 1000 mm
t = 0,40
detik
v =
=
= 2500 mm/detik
Ø Eksperimen 2
S = 100cm= 1000 mm
t = 0,36detik
v =
=
= 2777,78 mm/detik
Ø Eksperimen 3
S = 100cm= 1000 mm
t = 0,40detik
v =
=
= 2500 mm/detik
Ø Eksperimen 4
S = 100cm= 1000 mm
t = 0,49detik
v =
=
= 2040,82 mm/detik
Ø Eksperimen 5
S = 100cm= 1000 mm
t = 0,40detik
v =
=
= 2500 mm/detik
Jenis fluida ®Glicerol
Ø Eksperimen 1
S = 100cm= 1000 mm
t = 2,38detik
v =
=
= 420,17 mm/detik
Ø Eksperimen 2
S = 100cm= 1000 mm
t = 2,65
detik
v =
=
= 377,36 mm/detik
Ø Eksperimen 3
S = 100cm= 1000 mm
t = 2,56detik
v =
=
= 390,63 mm/detik
Ø Eksperimen 4
S = 100cm= 1000 mm
t = 2,61detik
v =
=
= 383,14 mm/detik
Ø Eksperimen 5
S = 100cm= 1000 mm
t = 2,65
detik
v =
=
= 377,36 mm/detik
6.
GRAFIK
Dari hasil percobaan dapat dilihat bahwa benda uji dengan ϕ11 mm lebih besar kecepatannya dibandingkan benda uji dengan ϕ 10 mm.
Kecepatan jatuh benda dipengaruhi oleh :
a) Gaya
gravitasi
b) Massa
bendauji
c) Luas
permukaan benda uji
d) Viskositas
e) Suhu
0 komentar:
Posting Komentar