MENYELIDIKI PENGARUH LUAS PENAMPANG PIPA TERHADAP LAJU ALIRAN PADA SISTEM AERATOR VENTURI MENGGUNAKAN PRINSIP BERNOULLI DIAN DANITA SEMINAR FISIKA DIAN DANITA SEMINAR FISIKA

LATAR BELAKANG Air merupakan faktor kehidupan yang sangat penting bagi keberlangsungan hidup banyak organisme. Semua makhluk hidup yang tinggal di dalam air kebanyakan membutuhkan oksigen. Oksigen merupakan parameter yang sangat penting dalam air. Kelarutan oksigen dalam fluida dapat ditingkatkan dengan menggunakan sistem aerasi. Sistem aerator venturi menggunakan prinsip Bernoulli yang diterapkan pada venturi, yaitu ketika fluida mengalir dalam bagian pipa yang ketinggiannya hampir sama. Ketika fluida melewati bagian pipa yang penampangnya kecil, maka laju fluida akan bertambah. Menurut prinsip Bernoulli, tekanan fluida di bagian pipa yang sempit lebih kecil jika laju aliran fluida lebih besar.

RUMUSAN MASALAH bagaimanakah cara menghitung besarnya kecepatan alir zat cair/fluida pada pipa berpenampang besar (A 1 ) dan pipa berpenampang kecil (A 2 ) yang mempengaruhi jumlah kadar oksigen yang masuk ke air.

TUJUAN MASALAH untuk menghitung besarnya kecepatan alir zat cair/fluida pada pipa berpenampang besar (A 1 ) dan pipa berpenampang kecil (A 2 ) yang mempengaruhi jumlah kadar oksigen yang masuk ke air.

MANFAAT PENELITIAN 1.Bagi peneliti sendiri, hasil penelitian ini akan menjadi pengalaman dan menambah wawasan untuk penelitian selanjutnya. 2.Bagi seluruh pembaca agar dapat menambah wawasan tentang apa yang telah penulis bahas.

Venturi Aerator ??? Venturi aerator adalah venturi yang memiliki lubang pada bagian throat-nya sehingga udara dapat masuk ke dalam fluida yang mengalir di dalamnya. Hal ini dapat terjadi karena aliran fluida di bagian throat (tenggorokan/pangkal) venturi memiliki tekanan di bawah atmosfer sehingga udara luar yang memiliki tekanan atmosfer dapat masuk ke dalam aliran dengan sendirinya tanpa tambahan energi.

DEFENISI OPERASIONAL 1. Aerator Venturi Aerasi, yaitu sebuah proses untuk memasukkan oksigen dalam air.Kelarutan oksigen dalam fluida dapat ditingkatkan dengan menggunakan sistem aerasi. Sistem aerator venturi menggunakan prinsip Bernoulli yang diterapkan pada venturi, yaitu ketika fluida mengalir dalam bagian pipa yang ketinggiannya hampir sama. 2. Prinsip Bernoulli Asas Bernoulli membicarakan hubungan antara tekanan, kelajuan aliran air, dan ketinggian fluida tersebut untuk massa jenis yang tetap. Persamaan ini menyatakan bahwa jumlah tekanan energi kinetis persatuan volume dan energi potensial persatuan volume mempunyai nilai yang sama disetiap titik sepanjang aliran.

DASAR TEORI A. FLUIDA Zat yang dapat mengalir digolongkan sebagai fluida.Dengan demikian, zat cair dan gas termasuk fluida. Fluida yang paling banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah air. Tidak seperti zat lainnya, air adalah benda aneh karena dapat berada diketiga wujud zat. Dalam wujud padat, air berupa es, dalam wujud cair, air adalah air, dalam wujud gas, air adalah uap air Ciri-Ciri Aliran Fluida Aliran Steady. Suatu aliran fluida disebut steady jika aliran yang mana kondisi alirannya (kecepatan, tekanan, densitas, dsb) tidak berubah dengan waktu. sebagai contoh : pada saat kita membuka kran dengan bukaan kran yang tetap maka aliranya adalah steady flow. Aliran Unsteady jika terdapat perubahan kecepatan terhadap waktu dalam aliran tersebut.Sebagai contoh, pada saat kita memutar penutup kran maka air yang mengalir adalah unsteady flow.

Aliran Laminer adalah aliran fluida yang bergerak dengan kondisi lapisan-lapisan membentuk garis-garis alir yang tidak berpotongan satu sama lain. Pada laju aliran rendah, aliran laminer tergambar sebagai filamen panjang yang mengalir sepanjang aliran. Aliran Turbulen Aliran turbulen adalah aliran fluida yang partikel-partikelnya bergerak secara acak dan tidak stabil dengan kecepatan berfluktuasi yang saling interaksi. Akibat dari hal tersebut garis alir antar partikel fluidanya saling berpotongan B. PERSAMAAN BERNOULLI Asas bernoulli membicarakan hubungan antara tekanan, kelajuan aliran air, dan ketinggian fluida tersebut untuk massa jenis yang tetap.

C. VENTURIMETER Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran dalam pipa. Alat ini terdiri dari : (1) bagian hulu, yang berukuran sama dengan pipa. Pada bagian ini dipasang manometer diferensial. (2) bagian kerucut konvergen. (3) bagian leher yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari diameter hulu, pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial. (4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur- angsur berukuran sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa.

D. SISTEM AERATOR Aerasi, yaitu sebuah proses untuk memasukkan oksigen dalam air. Kelarutan oksigen dalam fluida dapat ditingkatkan dengan menggunakan sistem aerasi. Sistem aerator venturi menggunakan prinsip Bernoulli yang diterapkan pada venturi, yaitu ketika fluida mengalir dalam bagian pipa yang ketinggiannya hampir sama. Ketika fluida melewati bagian pipa yang penampangnya kecil, maka laju fluida akan bertambah. Sistem aerasi umum digunakan pada perikanan dan pengolahan limbah industri.

METODE PENELITIAN Spesifikasi alat Pipa PVC (2 buah pipa dengan ukuran berbeda) Pipa air Kran air Jangka sorong (1 buah) Gergaji besi (1 buah) Elbow (1 buah) Lem pipa (1 Buah) Selang air Sumber air

PROSEDUR KERJA Susun / rangkailah alat dan bahan seperti gambar di bawah ini. Ukur diameter pipa besar (A 1 ) dan diameter pipa kecil (A 2 ). Siapkan ember yang akan di isi oleh air. Hubungkan pipa venturi ke sumber air (kran air atau selang air yang terhubung ke pompa air) Ganti ujung pipa venturi dengan pipa ukuran yang berbeda (pipa berdiameter besar A 1 dan pipa berukuran kecil A 2 ), amati perbedaan laju aliran yang keluar Catat hasil pengamatan ke dalam tabel pengamatan.

HASIL PENELITIAN

PEMBAHASAN Berdasarkan hasil penelitian, maka dapat diketahui bahwa kecepatan alir air (v 2 ) pada pipa berpenampang kecil (A 2 ) lebih besar daripada kecepatan alir air (v 1 ) pada pipa berpenampang besar (A 2 ). Peristiwa tersebut terjadi karena semakin besar luas penampang semakin lambat laju aliran air pada pipa dan semakin kecil luas penampang semakin cepat laju aliran air pada pipa. Hal ini akan berpengaruh pada jumlah kadar oksigen yang masuk ke dalam air yang ditandai dengan sedikit banyaknya buih yang dihasilkan. Sesuai dengan prinsip Bernoulli yang di terapkan pada venturi yaitu katika fluida mengalir dalam bagian pipa yang ketinggiannya hampir sama, ketika fluida melewati bagian pipa yang penampangnya kecil, maka laju aliran akan bertambah cepat. Bagitu juga sebaliknya ketika fluida meleawati bagian pipa yang penampangnya besar, maka laju aliran akan semakin lambat.

KESIMPULAN Luas penampang pipa dapat mempengaruhi laju aliran fluida dalam pipa ternyata benar dan terbukti. Dimana kecepatan alir air (v 2 ) pada pipa berpenampang kecil (A 2 ) lebih besar daripada kecepatan alir air (v 1 ) pada pipa berpenampang besar (A 1 ). Semakin besar luas penampang semakin lambat laju aliran air pada pipa dan semakin kecil luas penampang semakin cepat laju aliran air pada pipa. Sebuah desain alat venturi aerator yang baik adalah yang dapat menghasilkan dan memasukkan jumlah kadar oksigen yang besar ke dalam air.

TERIMAKASIH