1. BAB IX
PENGKURAN ALIRAN FLUIDA
9.1. PENDAHULUAN
Piranti yang telah digunakan dalam praktek perekayasaan untuk mengukur
aliran fluida.
Pengukuran kecepatan dilakukan dengan :
tabung pitot.,
meteran arus, dan
anemometer putar
Cara-cara fografi seringkali digunakan dalam mempelajari model.
Pengukuran besaran telah dilaksanakan dengan menggunakan :
mulut sempit (orifices),
tabung-tabung, nosel-nosel,
venturi meter,
dan saluran-saluran bendungan-bendungan.
Bermacam-macam modifikasi dari alat-alat tersebut dan berbagai meteran yang
telah dipatenkan.
06/14/14 1srihanto

2. Lanjutan.
• Agar dapat memakai pelaratan hidraulik secara ahli, penggunaan
persamaan bernoulli dan pengetahuan tambahan mengenai sifat-dan
kofisien dari setiap alat menjadi sangat penting.
• Dalam hal dimana tidak tersedia harga dan koefisien yang bisa dipercaya,
sebuah piranti harus dikalibrasi untuk kondisi-kondisi penggunaan yang
diharapkan.
• Rumus-rumus yang telah dikembangkan untuk fluida tak kompresibel bisa
digunakan untuk fluida kompresibel bilamana perbedaan tekanan dengan
tekanan totalnya relatif kecil.
06/14/14 2srihanto

3. 9.2.TABUNG PITOT
• Tabung pitot mengukur kecepatan disuatu titik berdasarkan kenyataan bahwa
tabung tersebut mengukur tekanan dengan staknasinya, yang melampaui
tekanan statik setempat sebesar ρ(V2
/ 2 ).
• Dalam suatu arus fluida terbuka, karena tekanan setempatnya adalah nol
meteran, maka head kecepatanya diukur sesuai dengan ketinggian mana
cairanya naik dalam tabung tersebut.
9.3. KOEFISIEN PEMBUANGAN
Koefisien pembuangan (C) adalah perbandingan dari pembuangan sebenarnya
dari alat tersebut terhadap pembuangan idealnya.
06/14/14 3srihanto

4. Koefisien itu dapat dinyatakan sebagai :
06/14/14 4srihanto

5. Koefisien pembuangan tidaklah tetap. Untuk suatu piranti tertentu, berubah-
ubah bersama bilangan Reynolds. Dalam apendiks akan dijumpai keterangan
berikut ini ;
1. Tabel 7 berisi koefisien pembuangan untuk mulut-sempit bundar yang
membuang air kira-kira 15,6o
C kedalam admosfir.
2. Diagram C menunjukkan perubahan c1 bersama bilangan Reynolds, untuk
tiga perbandingan pipa mulut-sempit. Tidak terdapat data yang bisa
dipercaya dibawah bilangan reynolds sebesar kira-kira 10.000.
3. Diagram D memperlihatkan perubahan c bersama bilangan reynolds, untuk
tiga perbandingan aliran nosel berjari-jari panjang ( nosel-nosel jalur pipa ).
4. Diagram E menunjukkan perubahan c bersama bilangan reynolds, untuk
lima ukuran venturi meter dgn perbandingan garis tengah sebesar 0.500.
06/14/14 5srihanto

6. 9.4. KOEFISIEN KECEPATAN
06/14/14 6srihanto

7. 9.5. HEAD TURUN
Head turun dalam mulut-sempit, tabung, nosel dan venturimeter dinyatakan
sebagai :
head turun dalam meter fluidanya = 1/2cc – 1 V2
semburan (6)
2 g
Bila pernyataan ini diterapkan kesebuah venturimeter,
V sembura n = kecepatan leher dan cv = c .
06/14/14 7srihanto

8. 9.6. BENDUNGAN
Bendungan-bendungan (weirs ) mengukur aliran cairan pada saluran-
saluran terbuka, biasanya air.
Sejumlah rumus-rumus empiris terdapat dalam literatur teknik, masing-
masing dalam batasanya sendiri.
06/14/14 srihanto 8

9. Koefisien itu dapat dinyatakan sebagai :
06/14/14 9srihanto

10. Kebanyakan bendungan berbentuk segi empat : bendungan tertahan tanpa
penyusutan pinggir dan umumnya digunakan untuk aliran yang lebih besar,
06/14/14 10srihanto

11. Dimana :
Q = aliran m3
/ dtk
c= koefisien ( ditentukan dalam percobaan )
b = panjang puncak bendungan dalam meter
h = head pada bendungan dalam meter (tinggi permukaan cairan di atas
puncak )
V = kecepatan pendekatan rata-rata dalam m/dtk
9.7. RUMUS FRANCIS
Rumus Fransic, yang didasarkan atas percobaan-percobaan pada
bendungan segiempat yang panjangnya dari 1.07 m sampai 5.18 di bawah
head sebesar 183 mm sampai 488mm, adalah:
06/14/14 11srihanto

12. Q = 1,85 ( b-nH/10 ) [ ( H+V2
/ 2g )3/2
- ( V2
/2g )3/2
]
Dimana keteranganya sama seperti diatas dan :
n = 0 untuk suatu bendungan tertahan
n = 1 untuk suatu bendungan dengan satu penyusutan
n = 2 untuk suatu bendungan yang susut sepenuhnya
9.7. RUMUS BAZIN.
Rumus bazin (panjang dari 0.5 m sampai 2.0 m dibawah head dari 50
mm sampai 600 m ) adalah :
Q = 0,5518( 3,25 + 0,021 61 ) [ 1 + 0,55 ( H ) 2
] bH
H H + Z
06/14/14 12srihanto

13. Dimana Z = tinggi puncak bendungan di atas dasar saluran
06/14/14 13srihanto

14. 9.8.9.8. RUMUS BENDUNGAN SEGITIGARUMUS BENDUNGAN SEGITIGA
(dikembangkan dalam soal 30 ) adalah :(dikembangkan dalam soal 30 ) adalah :
06/14/14 14srihanto

15. Dimana m = faktor percobaan, biasanya dari studi model.
WAKTU KE TANGKI-TANGKI KOSONG dengan menggunakan bendungan
dihitung dengan menggunakan :
t = 2AT/mL ( H1
-1/2
- H2-1/2
)……………….(17)
WAKTU dan MEMBUAT LIRAN dalam sebuah jalur pipa adalah
t = LVf 1n ( Vf + V ) (18)
2gH Vs - V
06/14/14 15srihanto

16. Soal-soal :
1. Sebuah tabung pilot yang mempunyai koefisien 0.98 digunakan untuk
mengukur kecepatan air ditengah sebuah pipa. Head tekanan stagnasinya
adalah 5,61 m da head tekanan statik dalam pipa tersebut adalah 4,72 m.
Berapakah kecepatanya?
Jawab:
Jika tabung dibentuk dan berkedudukan tepat, sebuah titik kecepatan nol
(titik stagnasi)dibuat di b didepan ujung tabung yang terbuka ( lihat gbr 9-
1 ).
Dengan menerapkan teorema bernoulli dari A di dalam cairan yang tak
terganggu ke b memberikan :
( Pa/pg + V2
A/2g + 0 ) - tanpa penurunan = (PB / pg + 0 + 0 ) (1)
06/14/14 16srihanto

17. Maka, untuk suatu fluida “tanpa gesekan” yang ideal
06/14/14 17srihanto

18. Soal2;
Sebuah mulut sempit patokan bergaris tengah 102 mm membuang aair
dibawah suatu head sebesar 6,1 m. Berapakah alirannya dalam m3
/dt?
Penyelesaian :
Dengan menerapkan Bernoulli , A ke B datum B.
(Pa/ρg +V2
/2g + H )- (1/cv2
-1)V2
semb./2g.= V2
semb./2g + Pb/ρg +o
bila Pb = nol. Maka diperoleh :
V semb = vc Ѵ 2g x 6,1.
Dan Q = A semburasn x V semburan.
= (CcAb) x Cv Ѵ 2g x 6,1.
= c A0 Ѵ 2g x 6,1.
06/14/14 srihanto 18
A
B
6,1m

19. Soal 3.
Sebuah bendungan susut, tingginya 1,22 m, harus didirikan pada saluran yang
lebarnya 2,44 m. Kecepatan aliran = 0,237 m/dt. Bila kedalaman total
belakang bendungan 2,13 m. Berapakah panjang bendungan yang harus
didirikan jika m ( faktor percobaan) = 1,85?
Penyelesaian :
kapasitas aliran Q = V.A. ( penurunan head kecepatan diabaikan).
Rumus Prancis :
Q = 1,85 (b-2/10 H)(H)3/2
.
maka b = ……………… m ( didapat.).
06/14/14 19srihanto

20. Latihan 1 :
Suatu Aliran fluida melalui pipa diameter 100mm pada laju 0,027 m3
/dt,
tekanan 4 bar. kemudian melalui sebuah nosel yang dipasang di ujung
pipa bergaris tengan 50mm, tekanan keluatan 1 bar. Koefisien kecepatan
0,950. dan koefisien penyusutan 0,930. Hitung berapa kecepatan aliran
di pipa dan nosel seta kapasitas penbuangan ?
gunakan : Hk bernoulli !!.
06/14/14 srihanto 20

21. Latihan 2.
Pembuangan dari mulut sempit bergaris tengah 150 mm, dibawah head 3,05
m , c = 0,6 mengalir ke dalam sebauh saluran bendungan segi empat dan
melewati sebuah bendungan susut. Saluran tersebut lebarnya 1,83 m,
dan untuk bendungan Z (kedalaman) =1,50m dan b= 0,31 m.
Tentukanlah kedalaman air dalam saluran tersebut jika m = 1,82.
06/14/14 srihanto 21
Z
H
Q= cAѴ2gh.
Q=m(b-2/10H)H3/2

22. 06/14/14 srihanto 22