Laporan Praktikum Pengukuran Kecepatan Aliran Udara Menggunakan Pitot Tube ~ Laporan Praktikum

Pengukuran Kecepatan Aliran Udara Menggunakan Pitot Tube

ABSTRAK

Praktikum ini bertujuan untuk mengukur kecepatan aliran udara menggunakan Pitot tube. Metode ini memanfaatkan perbedaan tekanan antara titik stagnasi dan titik statis dalam aliran fluida untuk menentukan kecepatan aliran dengan menggunakan persamaan Bernoulli, yaitu:

v = \sqrt{\frac{2\Delta P}{\rho}},

di mana $\Delta P$ adalah perbedaan tekanan dan $\rho$ adalah kerapatan udara. Pengukuran dilakukan dengan memasang Pitot tube di dalam aliran udara yang dihasilkan oleh kipas atau dalam saluran angin (wind tunnel) dan merekam perbedaan tekanan menggunakan manometer. Hasil pengukuran kemudian dibandingkan dengan nilai teoretis untuk mengevaluasi akurasi metode.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga praktikum ini dapat terlaksana dengan baik. Laporan praktikum ini disusun sebagai salah satu tugas pada mata kuliah Fisika Dasar/Mekanika Fluida. Kami mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing, asisten praktikum, dan seluruh pihak yang telah memberikan dukungan serta bantuan selama pelaksanaan eksperimen. Kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan untuk perbaikan laporan ini di masa mendatang.

DAFTAR ISI

Bab I: Pendahuluan
Bab II: Tinjauan Pustaka
Bab III: Metodologi Praktikum
Bab IV: Hasil dan Pembahasan
Bab V: Kesimpulan dan Saran
Daftar Pustaka
Lampiran

Bab I: Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Pengukuran kecepatan aliran udara merupakan aspek penting dalam studi mekanika fluida dan aplikasi teknik, seperti desain sistem ventilasi, aerodinamika, dan instrumentasi meteorologi. Pitot tube adalah alat yang umum digunakan untuk mengukur kecepatan fluida dengan cara mengukur perbedaan tekanan antara titik stagnasi dan titik statis. Dengan menerapkan persamaan Bernoulli, perbedaan tekanan ini dapat dikonversi menjadi kecepatan aliran. Praktikum ini bertujuan untuk mengaplikasikan prinsip tersebut dan mengukur kecepatan aliran udara pada kondisi yang telah ditentukan.

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana perbedaan tekanan yang terukur oleh Pitot tube berhubungan dengan kecepatan aliran udara?
Bagaimana cara menentukan kecepatan aliran udara menggunakan persamaan $v = \sqrt{\frac{2\Delta P}{\rho}}$ ?
Apakah nilai kecepatan yang diukur konsisten dengan nilai teoretis berdasarkan kondisi aliran yang ada?

1.3 Tujuan Praktikum

Mengukur perbedaan tekanan ( $\Delta P$ ) antara titik stagnasi dan titik statis pada aliran udara.
Menghitung kecepatan aliran udara menggunakan persamaan Bernoulli.
Membandingkan hasil pengukuran dengan nilai teoretis untuk mengevaluasi keakuratan metode.

1.4 Manfaat Praktikum

Memperdalam pemahaman tentang prinsip kerja Pitot tube dan persamaan Bernoulli dalam pengukuran kecepatan fluida.
Melatih keterampilan pengukuran menggunakan alat seperti manometer dan Pitot tube.
Menjadi dasar untuk aplikasi dalam desain dan analisis sistem aliran udara.

1.5 Batasan Masalah

Pengukuran dilakukan pada kondisi aliran udara yang stabil dan dengan suhu ruangan konstan.
Kerapatan udara ( $\rho$ ) diasumsikan konstan, misalnya 1.225 kg/m³ untuk kondisi standar.
Data diambil dalam skala laboratorium menggunakan sumber aliran buatan (misalnya, kipas atau wind tunnel kecil).

Bab II: Tinjauan Pustaka

2.1 Prinsip Pitot Tube

Pitot tube bekerja berdasarkan prinsip pengukuran perbedaan tekanan antara titik stagnasi (di mana aliran udara berhenti) dan titik statis (di mana aliran udara mengalir bebas). Berdasarkan persamaan Bernoulli, perbedaan tekanan ( $\Delta P$ ) tersebut dapat dikonversi menjadi kecepatan aliran menggunakan persamaan:

v = \sqrt{\frac{2\Delta P}{\rho}}.

2.2 Aplikasi Pengukuran Kecepatan Udara

Pengukuran kecepatan udara menggunakan Pitot tube digunakan dalam berbagai aplikasi seperti meteorologi, aerodinamika, dan teknik penerbangan. Teknik ini memungkinkan penentuan kecepatan aliran dengan akurasi tinggi dalam kondisi aliran yang stabil.

2.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pengukuran

Keakuratan pengukuran dipengaruhi oleh:

Kalibrasi alat ukur tekanan (manometer).
Kerapatan udara, yang bergantung pada suhu dan tekanan lingkungan.
Posisi dan orientasi Pitot tube relatif terhadap aliran udara.

Bab III: Metodologi Praktikum

3.1 Alat dan Bahan

Pitot tube dan static port (atau Pitot-static tube).
Sumber aliran udara (misalnya, kipas atau wind tunnel kecil).
Manometer atau sensor tekanan digital untuk mengukur $\Delta P$ .
Termometer untuk mengukur suhu udara (untuk memastikan nilai $\rho$ ).
Kabel penghubung, power supply, dan alat pencatat data (komputer atau data logger).

3.2 Prosedur Praktikum

Persiapan Alat dan Kalibrasi:
- Pastikan Pitot tube dan sensor tekanan dalam kondisi baik dan telah dikalibrasi.
- Ukur suhu ruangan untuk menentukan kerapatan udara ( $\rho$ ).
Pengaturan Eksperimen:
- Tempatkan Pitot tube dalam aliran udara yang stabil dari sumber aliran (kipas atau wind tunnel).
- Pastikan orientasi Pitot tube tepat menghadap aliran udara.
Pengukuran Tekanan:
- Catat nilai perbedaan tekanan ( $\Delta P$ ) yang diukur antara titik stagnasi dan titik statis.
- Ulangi pengukuran untuk beberapa kondisi aliran (misalnya, dengan mengubah kecepatan aliran jika memungkinkan).
Perhitungan Kecepatan Udara:
- Hitung kecepatan aliran udara dengan menggunakan persamaan: $v = \sqrt{\frac{2\Delta P}{\rho}}.$
Pengulangan:
- Lakukan pengukuran ulang untuk memperoleh nilai rata-rata dan meningkatkan akurasi data.

3.3 Metode Pengumpulan Data

Data dikumpulkan dengan mencatat nilai $\Delta P$ dari sensor tekanan dan suhu lingkungan untuk menentukan kerapatan udara. Seluruh data kemudian diolah untuk menghitung kecepatan aliran udara menggunakan persamaan Bernoulli.

Bab IV: Hasil dan Pembahasan

4.1 Penyajian Data

Misalkan data pengukuran (nilai fiktif) sebagai berikut:

Kondisi Pengukuran	$\Delta P$ (Pa)	Suhu (°C)	$\rho$ (kg/m³)*	Kecepatan $v$ (m/s)
1	25	25	1.225	$v_1 = \sqrt{\frac{2\times25}{1.225}} \approx 6.4$
2	40	25	1.225	$v_2 = \sqrt{\frac{2\times40}{1.225}} \approx 8.1$
3	55	25	1.225	$v_3 = \sqrt{\frac{2\times55}{1.225}} \approx 9.5$

*Catatan: Kerapatan udara $\rho$ diasumsikan 1.225 kg/m³ pada suhu 25°C.

4.2 Analisis Data

Hubungan $\Delta P$ dan $v$ :
Data menunjukkan bahwa dengan peningkatan $\Delta P$ , kecepatan aliran udara $v$ meningkat secara kuadrat sesuai dengan persamaan $v = \sqrt{\frac{2\Delta P}{\rho}}$ .
Evaluasi Linearitas:
Plot grafik $\Delta P$ terhadap $v^2$ diharapkan menghasilkan garis lurus, yang mendukung persamaan Bernoulli.
Sumber Kesalahan:
Kesalahan potensial dapat berasal dari kalibrasi sensor tekanan, fluktuasi suhu yang mempengaruhi kerapatan udara, dan ketidakstabilan aliran udara. Pengulangan pengukuran dan kondisi eksperimen yang stabil akan membantu mengurangi error.

4.3 Pembahasan Hasil

Hasil eksperimen menunjukkan bahwa kecepatan aliran udara yang dihitung berdasarkan perbedaan tekanan menggunakan Pitot tube mendekati nilai yang diharapkan dari persamaan Bernoulli. Variasi kecil antara pengukuran yang berbeda dapat dijelaskan oleh ketidakakuratan pengukuran dan kondisi lingkungan. Secara keseluruhan, metode Pitot tube terbukti efektif untuk mengukur kecepatan aliran udara dalam kondisi laboratorium.

Bab V: Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

Sensor Pitot Effect berhasil digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan yang berhubungan dengan kecepatan aliran udara.
Dengan menggunakan persamaan $v = \sqrt{\frac{2\Delta P}{\rho}}$ , kecepatan aliran udara yang diukur menunjukkan tren kenaikan sesuai dengan peningkatan perbedaan tekanan.
Hasil pengukuran mendekati nilai teoretis, yang mendukung penerapan prinsip Bernoulli dalam analisis kecepatan aliran.

5.2 Saran

Lakukan pengulangan pengukuran untuk mendapatkan nilai rata-rata yang lebih representatif.
Gunakan sensor tekanan dengan resolusi yang lebih tinggi untuk meningkatkan akurasi pengukuran.
Pastikan kondisi aliran udara dan suhu lingkungan stabil selama percobaan untuk mengurangi error.

Daftar Pustaka

White, F. M. (2011). Fluid Mechanics (7th ed.). McGraw-Hill Education.
Munson, B. R., Young, D. F., & Okiishi, T. H. (2009). Fundamentals of Fluid Mechanics. Wiley.
[Referensi tambahan sesuai dengan materi praktikum]

Lampiran

Data Mentah: Tabel lengkap hasil pengukuran $\Delta P$ dan suhu lingkungan untuk setiap percobaan.
Grafik: Plot grafik $\Delta P$ versus $v^2$ beserta garis regresi untuk verifikasi hubungan linier.
Foto Dokumentasi: Gambar setup eksperimen, termasuk Pitot tube, sensor tekanan, dan peralatan pendukung.

Laporan praktikum ini diharapkan dapat membantu dalam memahami penerapan prinsip Bernoulli untuk pengukuran kecepatan aliran udara menggunakan Pitot tube. Silakan sesuaikan setiap bagian dengan data dan kondisi nyata yang diperoleh selama pelaksanaan praktikum.

Sekian artikel Laporan Praktikum Pengukuran Kecepatan Aliran Udara Menggunakan Pitot Tube kali ini, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sampai jumpa di postingan artikel lainnya.

Anda sekarang membaca artikel Laporan Praktikum Pengukuran Kecepatan Aliran Udara Menggunakan Pitot Tube dengan alamat link https://praktikum-laporan.blogspot.com/2025/02/laporan-praktikum-pengukuran-kecepatan.html