Jumat, 01 Juli 2011

LOGO



HIDROLIKA 3

ENERGI AIR DAN PERSAMAAN BERNOULLI
Oleh : Gigih Yuli Asmara, ST.
Staf NRW

a.       Energi Air
               Setiap benda / zat mempunyai energi atau dengan kata lain setiap benda mempunyai kemampuan untuk melakukan kerja, begitu juga air mempunyai energi. Energi air merupakan salah satu dasar Hidrolika Perpipaan.
               Untuk memberi gambaran yang mudah mengenai pengertian energi bisa diperhatikan contoh berikut ini :
1.      Sebuah batu kita lempar ke atas sehingga dapat menempuh jarak dengan kecepatan tinggi, yang berarti batu tersebut mempunyai energi kecepatan karena bila mengenai kaca jendela dapat memecahkannya, berarti dapat melakukan kerja.
2.      Setelah batu tersebut menempuh ketinggian tertentu akan kembali jatuh / bergerak turun yang berarti batu tersebut mempunyai energi ketinggian karena bila mengenai kaca yang ada di bawah bisa pecah, berarti dapat melakukan kerja.             
               Sama dengan contoh di atas, maka air juga dapat mempunyai bentuk energi kecepatan dan energi ketinggian.
               Air merupakan zat berbentuk cairan, maka air juga dapat ditekan di dalam pipa, maka air juga mempunyai bentuk energi tekanan, karena bila tekanannya lebih besar dari kekuatan pipa dapat memcahkan pipa, berarti dapat melakukan kerja.
               Dengan begitu air mempunyai 3 ( tiga ) bentuk energi yakni :
i.        Energi kecepatan
ii.      Energi ketinggian
iii.    Energi tekanan
Secara matemetika besarnya energi tersebut dinyatakan sebagai berikut :
                                                               
i.    Energi kecepatan         =      V²   / 2g
                                                           
                                      
ii.   Energi ketinggian          =     h

                                               
iii.  Energi tekanan              =   P / W
                                                             

Dimana   :
V   =    Kecepatan Aliran ( m/dt )
g    =    Percepatan Gravitasi Bumi ( m/dt² )
h    =    Ketinggian ( m )
P    =    Tekanan ( N/m² )
W  =    Berat Jenis Air ( N/m3 )

Dalam system satuan SI semua bentuk energi air dinyatakan dalam satuan meter     ( m ), sehingga energi tekanan dapat juga disebut sebagai tinggi tekan atau ketinggian tekanan atau pressure head.

b.      Persamaan Bernoulli
            Pada dasarnya suatu energi tidak dapat hilang tetapi dapat berubah bentuk misalnya energi kecepatan dapat dirubah bentuk menjadi energi ketinggian dan sebaliknya, energi tekanan dapat berubah bentuk menjadi energi kecepatan dan sebaliknya.
            Untuk membayangkan bagaimana perubahan bentuk energi tersebut bias memperhatikan contoh batu yang dilempat tadi ( pembahasan sebelumnya ).
            Ketiga bentuk energi ini dapat dijumlahkan yang disebut energi total yakni :
Energi Total   =   Energi Kecepatan   +   Energi Tekanan   +   Energi Ketinggian
atau ditulis :
           H =      V² / 2g    +  P / W + h
           
            Adapun teori kekekalan energi dari Bernoulli berbunyi ” Jika tidak ada energi yang masuk atau yang keluar di dalam suatu sistem, kecuali yang melalui potongan 1 – 1 dan 2 – 2  pada bentuk gambar di bawah ini, maka energi totalnya tetap konstan.




                           Kekekalan  energi dari teori Bernoulli ini selanjutnya biasa disebut sebagai Persamaan Bernoulli.

HIDROLIKA 2

Hukum Kontiuitas
Oleh : Gigih Yuli Asmara, ST.
Staf NRW

      Bayangkan bahwa air sedang mengalir terus menerus di dalam pipa yang mempunyai luas penampang A 
     ( m² ), kecepatan aliran air V ( m/dt ), kemudian bayangkan juga sebuah partikel kecil dibawa oleh aliran air tersebut dan pada suatu saat berada pada potongan 1 – 1.
 

      Dengan kecepatan aliran air sebesar V ( m/dt ), maka satu detik kemudian partikel tersebut berada pada potongan 2 – 2 yang berarti semua air yang terdapat diantara potongan 1 – 1 dengan 2 – 2 telah melewati potongan 2 – 2. Aliran / debit ( Q ) di dalam pipa adalah jumlah / kuantitas air yang lewat dalam tiap detik atau sama dengan volume air antara potongan 1 – 1 dengan potongan 2 – 2 maka :
     
     Q     =     A     x      V

      Dimana   :     Q   =    Aliran / debit air ( m3/dt )
                           A   =    Luas penampang pipa ( m² )
                           V   =    Kecepatan aliran ( m/dt )

      Hukum kontinuitas menyatakan bahwa pada suatui aliran air di dalam pipa, jumlah air yang masuk sama dengan jumlah air yang keluar.
                     Untuk memudahkan pengertian dari hukum kontinuitas bisa lihat pada contoh berikut ini :
1.      Pipa Tunggal Diameter Tetap   
Tidak ada air yang masuk atau keluar dari sistem kecuali melalui potongan 1 – 1 dan  2 – 2, maka berlaku hukum kontinuitas :
         Q1              =             Q2
         A1V1          =             A2V2
         A1              =             A2    ( Diameter pipa sama )
maka                   :
         V1              =             V2    

2.   Pipa Tunggal Diameter Berubah     

    Tidak ada air yang masuk atau keluar dari sistem kecuali melalui potongan 1 – 1 dan  2 – 2, maka berlaku hukum kontinuitas :
         Q1              =             Q2
         A1V1          =             A2V2
         A1 tidak sama dengan A2
         V1 tidak sama dengan V2   

                                       A2      V2
         V1              =            
                                            A1  

                                       A1      V1
         V2              =            
                                            A2  

      3.   Pipa Bercabang Dua
            Tidak ada air yang masuk atau keluar dari sistem kecuali melalui potongan 1 – 1, 2 – 2 dan 3 – 3, maka berlaku hukum kontinuitas :      
                     Q1              =             Q2     +    Q3
            A1  V1           =          A2  V2    +   A3  V3                 

HIDROLIKA 1

Komponen Dasar dari Aliran Air
oleh : Gigih Yuli Asamara ST.
Staf NRW


1.      Aliran Air
               Sebuah batu dilepas pada ketinggian tertentu maka batu tersebut akan jatuh ke bumi atau dengan kata lain batu tersebut berpindah tempat. Perpindahan dengan sendirinya dari tempat yang relatif tinggi ke tempat yang relatif rendah ini disebabkan oleh adanya gravitasi ( gaya tarik bumi ).
               Demikian juga air secara alamiah akan berpindah dari tempat yang tinggi ketempat yang lebih rendah. Sekarang sebuah batu kita lempar ke atas maka batu tersebut akan bergerak dari bawah ke atas karena kita memberi tekanan yang berasal dari tenaga kita.
               Demikian juga air dapat dialirkan dari tempat yang rendah ketempat yang tinggi, asalkan kita memberi tekanan pada air tersebut, misalnya dengan pompa.
               Perpindahan air ini disebut : Aliran Air atau bisa disebut Debit Air.

2.      Kecepatan Air
               Perpindahan dari satu tempat ke tempat lain membutuhkan waktu, lama waktu yang dibutuhkan tergantung dari kecepatan bergerak. Kita sudah mengetahui bahwa air juga dapat mengalir dari satu tempat ke tempat lain, untuk mencapai  ketempat tujuan air harus mempunyai kecepatan yang biasa disebut Kecepatan Aliran Air.
               Dengan demikian kecepatan aliran air adalah jarak yang ditempuh persatuan waktu, dan untuk air yang tidak bergerak maka kecepatan aliran airnya sama dengan nol.

3.   Tekanan Air
               Air mempunyai tekanan dan tekanan ini di salurkan sama besar ke semua arah, contoh yang paling mudah untuk menyatakan adanya tekanan air bias diperagakan sebuah balon diisi air, balon akan membesar akibat adanya tekanan air tersebut.

logo