RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR LAJU ALIRAN
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR LAJU
ALIRAN FLUIDA (PIPA VENTURIMETER)
Nur Fajri Romadhon1, Adsonda 2, dan Dandan Luhur Saraswati3
Pendidikan Fisika Universitas Indraprasta PGRI
Jalan Nangka No. 58 C, Tanjung Barat, Jagakarsa, Kota Jakarta Selatan, DKI Jakarta 12530
nfrom.fajri@gmail.com
Abstrak
Mempelajari ilmu fisika dapat dilakukan melalui dua pendekatan yaitu analitis dan pembuktian melalui
eksperimen. Pendekatan secara analitis pada umumnya diberikan pada saat pembelajaran di kelas, kemudian
untuk mempertajam pemahaman konsep dapat dilakukan eksperimen. Laboratorium Fisika Universitas
Indraprasta PGRI belum memiliki alat untuk eksperimen yang berkaitan dengan pengukuran laju aliran fluida.
Berdasarkan hal tersebut, penelitian ini bertujuan untuk merancang alat untuk mengukur laju aliran fluida, yaitu
pipa venturimeter. Teknik pengambilan data menggunakan metode eksperimen. Observasi cara kerja alat
dilakukan berdasarkan kerja dari instalasi venturimeter yang telah dibuat. Hasil analisis data eksperimen laju
aliran air adalah sebesar 𝑣 = (67,35 ± 1,50) cm⁄s sehingga venturimeter yang dibuat dalam penelitian ini
dapat dinyatakan layak untuk digunakan sebagai alat mengukur laju aliran fluida.
Kata kunci: Pipa venturimeter, laju aliran, fluida
Abstract
Physics can be studied through two approaches, analytical approach and experimental
approach. Analytical approach is generally given when students learn concepts in the classroom,
then to sharpen the understanding of those concepts, they do some experiments. Physics
Laboratory of the University of PGRI Indraprastahaven’t tools for experiments related to the
measuring of fluid flow rate yet. Based on this, the research aims to design a tool measure the fluid
flow rate, i.e. Venturimeter.
Equipment and installation materials in this research is venturi pipes made of glass, water
pump, water tank, U pipe, hose water, buffer board, tanks, meters, thermometers, fluid and
mercury. The method to collect data is experimental methods. Those are collected from the fluid
flow which is the observed parameter. The data obtained from the altitude difference which is
indicated by mercury in the U-pipe. Data analysis is performed based on the work of a research
facility that has been made.
̅ = (67,35 ± 1,50) cm⁄s so
Calculation of average and error rate of water flow is equal to V
venturimeter made in this study can be declared eligible to be used as a tool to measure the fluid
flow rate.
Keywords: Venturi pipe, fluid flow rate, fluid
PENDAHULUAN
Fisika merupakan bagian dari sains yang
menjelaskan segala sesuatu tentang gejalagejala alam yang terjadi. Fisika diajarkan
pada peserta didik mulai dari tingkat dasar
sampai tingkat perguruan tinggi karena
fisika memiliki manfaat untuk kehidupan
manusia sehari-hari.Menurut Ayubi (2015:
1), mempelajari ilmu fisika dapat dilakukan
melalui dua pendekatan yaitu analitis dan
pembuktian melalui eksperimen.
Pendekatan secara analitis pada umumnya
diberikan pada saat pembelajaran di kelas,
kemudian untuk mempertajam pemahaman
konsep dapat dilakukan eksperimen.
Dengan eksperimen peserta didik tidak
hanya memahami ilmu fisika secara teoritis
namun juga mengetahui dan mengamati
fenomena fisis yang terjadi serta
penerapannya dalam kehidupan seharihari.
Pada penelitian-penelitian sebelumnya
telah banyak penelitian yang merancang
alat untuk mengukur laju aliran fluida dan
kebanyakan pipa venturi yang dirancang
menggunakan pipa PVC yang
memungkinkan timbulnya rembesanrembesan air pada sistem venturimeter,
misalnya penelitian Saputri (2009: 41)
dan penelitian Ayubi (2015: 4).Pada
penelitian Saputri (2009: 41),perancangan
venturimeter terdiri atas pipa yang
memiliki luas penampang berbeda, masingmasing memiliki tabung di bagian atas pipa
untuk mengetahui tekanan pipa.Laju aliran
didapatkan melalui venturimeter yang
diperoleh dari selisih ketinggian yang
menunjukkan tekanan yang dialami pada
masing-masing pipa. Selain itu, penelitian
Ayubi (2015: 1) juga merancang alat
pengukuran kecepatan dan debitair yang
mengalir dalam pipa rancangan yang
berfungsi sebagai venturimeter dan sensor
aliran air.
Laboratorium Fisika Universitas
Indraprasta PGRI belum memiliki alat
untuk eksperimen yang berkaitan dengan
pengukuran laju aliran fluida.Berdasarkan
latar belakang bahwa Jurusan Pendidikan
Fisika Universitas Indraprasta PGRI belum
memiliki alat untuk mengukur kelajuan
fluida, peneliti termotivasi untuk
mengembangkan dan menerapkan system
pengukuran kelajuan fluida, maka
penelitian ini mengambil topik mengenai
rancang bangun pengukuran kelajuan
fluida.
Menurut Ayubi (2015: 2) venturimeter
merupakan sebuah pipa yang mengalami
penyempitan, aliran air akan semakin cepat
jika melewati luas penampang yang kecil
dibandingkan dengan luas penampang yang
besar, tekanan lebih besar saat melewati
luas penampang yanglebih besar dan
tekanan lebih kecil jika melewati luas
penampang yang lebih kecil.
Menurut Tipler (1998: 405) pada pipa
horizontal, kedua bagian pipa berada pada
ketinggian yang sama, yaituh1=h2=h, maka
jika sistem ini diaplikasikan pada
persamaan Bernoulli,
p1 − p2 =
1
ρ(V22 − V12 )(1)
2
Selisih p1 − p2 merupakan sama
dengan tekanan hidrostatis zat cair setinggi
h. Dengan demikian diperoleh,
p1 − p2 = ρgh
(2)
1
ρgh = ρ(V22 − V12 )
2
(3)
Persamaan pada tekanan hidrostatis pada
Hukum Bernoulli yang memiliki ketinggian
yang sama sehingga,
Berdasarkan persamaaan kontunuitas,
A1 . V1 = A2 . V2 diperoleh V2 =
A1 .V1
A2
kemudian disubsitusikan persamaan
kontunuitas dengan persamaan 3,
V1 =
2ρ′ gh
√ A21
ρ ( 2 − 1)
A2
(4)
Laju aliran fluida pada titik kesatu dapat
diperoleh dengan persamaan tersebut
dengan g adalah besarnya percepatan
gravitasi, h adalah perbedaan
ketinggian pada pipa vertikal, A1
adalah luas pipa penampang besar, dan
A2 luas pipa penampang kecil.
START
Hitung Diameter Pipa
Venturi
Aliran Air
Laminer
Mengukur Suhu
Air
METODE
Penelitian ini membahas mengenai
rancang bangun venturimeter sebagai alat
pengukur aliran kelajuan fluida. Sistematika
yang dirancang menggunakan
venturimeterdenganluas penampang
berbedayangbertujuanmengetahuitekanan
pada masing-masing luas penampang yang
memiliki perbedaan ketinggian.
Data Ketinggian
Pipa ke-1
Data Ketinggian
Pipa ke-2
Selisih ketinggian
(∆h)
Data Percobaan
STOP
Gambar 2. Diagram Alir Penelitian
(Sumber: Dokumen pribadi)
Mekanisme sistem yang diliputi adalah
aliran fluida dinamis, pengukuran, dan
perhitungan. Aliran air yang ditimbulkan
adalah langkah awal pengambilan
data,selisih ketinggian diamati dan teknik
perhitungan dilakukan setelah air melewati
pipa venturimeter.
Alat dan bahan instalasi dalam penelitian
ini yaitu pipa venturi yang terbuat dari kaca,
pompa air, tangki air, pipa U, selang air,
papan penyangga, tangki penampung,
meteran, termometer, fluida dan air raksa.
4.
5.
6.
7.
8.
air pada tangki, 1 orang memperhatikan
indikator ketinggian raksa pada pipa U,
dan 1 orang mencatat data.
Menyalakan pompa sehingga tangki terisi
dan air mengalir pada pipa venturi dan
masuk pada pipa U.
Perhatikan pipaventuri, jika aliran air
telah laminer maka pengambilan data
dapat dilakukan.
Mengukur suhu air pada tangki.
Mencari nilai h sebanyak 10 kali
pengukuran.
Menghitung nilai laju aliran fluida
berdasarkan persamaan 4.
Analisis data eksperimen dilakukan
berdasarkan kerja dari instalasi penelitian
yang telah dibuat. Pengujian-pengujian
tersebut meliputi pengujian untuk
mengukur diameter pipa venturi dan
pengujian untuk mengukur laju aliran
fluida setelah air melewati pipa venturi
berdasarkan perbedaan ketinggian pada
masing-masing penampang.
Gambar 3. Desain Instalasi Penelitian
(Sumber: Dokumen Pribadi)
Teknik pengambilan data menggunakan
metode eksperimen, pengambilan data dari
parameter yang akan
diamatiyaitualiranfluida.Data diperoleh dari
perbedaan ketinggian yang ditunjukkan
oleh air raksa pada pipa U.
Berikut langkah percobaan venturimeter
hasil rancangan.
1. Merangkai alat instalasi seperti pada
gambar 3.
2. Mengukur diameter besar dan kecil pipa
venturi sebanyak lima kali.
3. Dibutuhkan minimal 3 orang praktikan,
dengan tugas: 1 orang operator pompa
dan bertugas memperhatikan ketinggian
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Percobaan ini dilakukan dalam sistem
tertutup di dalam pipa venturi yang terbuat
dari kaca dengan ketebalan (0,04 0,003)cm.
Pada penelitian ini dilakukan dengan
mengukur diameter pipa venturi terlebih
dahulu, kemudian air dialirkan pada
venturimeter dengan tujuan menghitung laju
air pada luas penampang yang berbeda.
Hasil pengukuran diameter pipa venturi
didapatkan berdasarkan pengukuran
berulang sebanyak lima kali untuk diameter
besar dan diameter kecil.
Data pengukuran untuk diameter pipa
venturi dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Hasil Pengukuran Diameter
Pipa Venturi
No.
1
2
3
4
5
d1 tabung besar
(cm)
1 , 3 2
1 , 3 1
1 , 3 1
1 , 3 0
1 , 3 2
d2 tabungkecil
(cm)
0
,
8
1
0
,
8
1
0
,
7
9
0
,
8
0
0
,
8
1
Nilai laju aliran didapatkan pada hasil
pengukuran laju air rata-rata dengan
menggunakan persamaan (4). Berdasarkan
perbedaan tekanan luas penampang A1
dengan luas penampang A2 dengan indikator
ketinggian (h1 dan h2 )yang ditunjukkan
oleh air raksa pada pipa U pada suhu 26℃
dan ketinggian (H), dapat diamati pada tabel
2.
Tabel 2. Hasil Pengukuran Ketinggian
Air Raksa
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
h1 (cm)
1 8 , 9
1 8 , 9
1 9 , 0
1 9 , 0
1 8 , 9
1 9 , 0
1 9 , 1
1 9 , 0
1 8 , 9
1 9 , 0
H (cm) = 80
h2 (cm)
ρ (g⁄cm3 )
2 3 , 0 0 , 9 9 6 8
2 3 , 0 0 , 9 9 6 8
2 3 , 1 0 , 9 9 6 8
2 3 , 1 0 , 9 9 6 8
2 3 , 2 0 , 9 9 6 8
2 3 , 1 0 , 9 9 6 8
2 3 , 1 0 , 9 9 6 8
2 3 , 2 0 , 9 9 6 8
2 3 , 2 0 , 9 9 6 8
2 3 , 2 0 , 9 9 6 8
Pembahasan
Pengambilan data untuk mengukur
diameter pipa venturi dilakukan sebanyak
lima kali pada diameter besar dan diameter
kecil. Analisis data percobaan dengan
menghitungnilaireratadanralatdarid1 , d2 , A1 ,
dan A2 .Olehkarena diameter yang
diukurdalampercobaanadalahbagianluar,
makaharusdikonversidenganrumusd = di −
2t.
Sehingga didapatkan nilai akhir untuk
diameter dalam pipa venture bagian besar dan
kecil masing-masing adalah d1 = (0,91 ±
0,004) cmdan
d2 = (0,40 ±
0,004) cm serta luas penampang pipa besar
pipa kecil masing-masing adalah A1 =
(0,65 ± 0,005)cm2 danA2 = (0,13 ±
0,003)cm2 .
Kemudian, mencari rerata dan ralat dari
h dan ρ. Ketinggian yang digunakan
merupakan selisih dari ketinggian pada pipa
U yang berisi air raksah = (h2 − h1 ). Nilai
akhir dari selisih ketinggian pada pipa U pada
venturimeter adalah h = (4,15 ± 0,001) cm
dan massa jenis air yang mengalir dalam pipa
venture adalah ρair = (1,00 ± 0,00) g⁄cm3 .
Berdasarkan percobaan pada pipa venturi,
tekanan tinggi terjadi pada diameter yang
besar sedangkan tekanan rendah terjadi pada
diameter yang kecil. Hal ini sesuai dengan
percobaan yang dilakukan oleh Saputri
(2009: 41) dan Sudibyo (2010: 48) Pengujian
sistem pada venturimeter ini hanya
menggunakan
air.
Pengujian
sistem
dilakukan untuk mengetahui apakah alat yang
dibuat berjalan dengan baik atau tidak.
Analisis data nilai laju aliran didapatkan pada
hasil pengukuran laju air rata-rata dengan
menggunakan persamaan (4).
Dengan menggunakan data laju aliran
fluida, menghitung rerata dan ralat kelajuan
fluida dengan percepatan gravitasi g =
980 cm⁄s 2 sehingga didapatkan nilai akhir
̅ = (67,35 ±
yaitu laju aliran sebesar V
⁄
1,50) cm s.Berdasarkan perhitungan nilai
rerata dan ralat kelajuan fluida tersebut,
dengan demikianventurimeter yang dibuat
dalam penelitian ini dapat dinyatakan layak
digunakan untuk mengukur laju aliran fluida.
Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan analisis,
maka dapat disimpulkan bahwa laju aliran
̅ = (67,35 ± 1,50)sehingga alat
air sebesar V
venturimeter yang dibuat dalam penelitian
ini dapat dinyatakan layak digunakan dalam
mengukur laju aliran fluida.
Saran
Pada penelitian selanjutnya dapat
dilakukan variasi ketinggian pada tangki air
ataupun jenis fluida yang digunakan. Selain
itu, dapat dilakukan pengukuran laju aliran
fluida menggunakan sensor untuk
mempermudah perhitungan ataupun sebagai
perbandingan antara perhitungan manual dan
digital.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih peneliti sampaikan
kepada pimpinan Universitas Indraprasta
PGRI yang telah memberikan dukungan
peneliti, juga kepada dosen pembimbing Ibu
Dandan Luhur Saraswati, M.Pd.Si yang
telah membantu sehingga penelitian ini
dapat terselesaikan.
DAFTAR PUSTAKA
Ayubi, Muchammad Sholachuddin Al, dkk.
2015. Perancangan dan Penerapan
Aparatus Pengukuran Debit Air dengan
Menggunakan Venturimeter dan Water
Flow Sensor. Jurnal Inovasi Fisika
Indonesia Vol. 04 No. 02 Thn 2015: 2126.
Badrawada, I Gusti Gde. 2008. Koefisien
Rugi-Rugi Sudden Expantion pada
Aliran Fluida Cair. IST AKPRIND
Yogyakarta, Seminar Nasional Aplikasi
Sains dan Teknologi 2008.
Dunn, Megan F, W.Roy Panney and Edgar
C. Clausen. 2011. Bernoulli Balance
Experiments Using a Venturi.
Proceedings of the 2011 Midwest
Section Conference of The American
Society for Engineering Education.
Ferdinan, Andri dan Herri Susanto. 2010.
Kajian Eksperimental Kinerja Kolom
Venturi dan Kolom Sembur untuk
Penyisihan Toluen sebagai Tar dari
Aliran Gas Produser. Seminar Rekayasa
Kimia dan Proses Agustus 2010.
Kala, Abhishek, S.K Mittal, M.K.
Choudhary. 2015. Characteristics of
Flow Meters with Sediment Laden Flow–
A Review. International Journal of
Engineering Research Vol No. 4 Issue
No. 5 pp. 240-243.
Lasmi, Ni Ketut, dkk. 2015. Pengukuran
Perbedaan Tekanan dan Laju Aliran
Biogas pada Pipa Venturi Menggunakan
Generator Berbahan Bakar Biogas untuk
Menghasilkan Energi Listrik. Piding
Simposium Nasional Inovasi dan
Pembelajaran Sains 2015 (SNIPS 2015).
Muchsin. 2013. Kerugian-Kerugian pada
Pipa Lurus dengan Variasi Debir Aliran.
Jurnal Mekanikal Vol. 04 No. 02 Juli
2013: 386-392
Ramadhan, Yosi, dkk. 2014. Pengembangan
Media Pembelajaran Pengukuran Rugi
Aliran Fluida Cair dalam Pipa Venturi
untuk Menunjang Perkuliahan Mekanika
Fluida. Journal of Mechanical
Engineering Learning, Vol. 3 No. 2 Juli
2014.
Saputri, Septriani Dwie. 2009. Rancang
Bangun Venturimeter Berbasis
Mikrokontroler. Skripsi. Universitas
Indonesia.
Sudibyo, Agus.2010. Pengaruh Diameter
Pipa Venturi terhadap Tekanan pada
Mesin Vacuum Frying. Skripsi.
Universitas Gajayana.
Tamhankar, Nikhil. 2014. Exsperimental
and CFD Analysis of Flow Through
Venturimeter to Determine The
Coefficient of Discharge. International
Journal of Latest Trends in Engineering
and Technology (IJLTET) Vol. 3 Issue 4
March 2014 pp. 194-200.
Tipler, Paul A. 1998. Fisika untuk Sains dan
Teknik Jilid 1. Jakarta: Erlangga
Prosiding Seminar dan Diskusi Panel Nasional Fisika 2017
ISSN : XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
ALIRAN FLUIDA (PIPA VENTURIMETER)
Nur Fajri Romadhon1, Adsonda 2, dan Dandan Luhur Saraswati3
Pendidikan Fisika Universitas Indraprasta PGRI
Jalan Nangka No. 58 C, Tanjung Barat, Jagakarsa, Kota Jakarta Selatan, DKI Jakarta 12530
nfrom.fajri@gmail.com
Abstrak
Mempelajari ilmu fisika dapat dilakukan melalui dua pendekatan yaitu analitis dan pembuktian melalui
eksperimen. Pendekatan secara analitis pada umumnya diberikan pada saat pembelajaran di kelas, kemudian
untuk mempertajam pemahaman konsep dapat dilakukan eksperimen. Laboratorium Fisika Universitas
Indraprasta PGRI belum memiliki alat untuk eksperimen yang berkaitan dengan pengukuran laju aliran fluida.
Berdasarkan hal tersebut, penelitian ini bertujuan untuk merancang alat untuk mengukur laju aliran fluida, yaitu
pipa venturimeter. Teknik pengambilan data menggunakan metode eksperimen. Observasi cara kerja alat
dilakukan berdasarkan kerja dari instalasi venturimeter yang telah dibuat. Hasil analisis data eksperimen laju
aliran air adalah sebesar 𝑣 = (67,35 ± 1,50) cm⁄s sehingga venturimeter yang dibuat dalam penelitian ini
dapat dinyatakan layak untuk digunakan sebagai alat mengukur laju aliran fluida.
Kata kunci: Pipa venturimeter, laju aliran, fluida
Abstract
Physics can be studied through two approaches, analytical approach and experimental
approach. Analytical approach is generally given when students learn concepts in the classroom,
then to sharpen the understanding of those concepts, they do some experiments. Physics
Laboratory of the University of PGRI Indraprastahaven’t tools for experiments related to the
measuring of fluid flow rate yet. Based on this, the research aims to design a tool measure the fluid
flow rate, i.e. Venturimeter.
Equipment and installation materials in this research is venturi pipes made of glass, water
pump, water tank, U pipe, hose water, buffer board, tanks, meters, thermometers, fluid and
mercury. The method to collect data is experimental methods. Those are collected from the fluid
flow which is the observed parameter. The data obtained from the altitude difference which is
indicated by mercury in the U-pipe. Data analysis is performed based on the work of a research
facility that has been made.
̅ = (67,35 ± 1,50) cm⁄s so
Calculation of average and error rate of water flow is equal to V
venturimeter made in this study can be declared eligible to be used as a tool to measure the fluid
flow rate.
Keywords: Venturi pipe, fluid flow rate, fluid
PENDAHULUAN
Fisika merupakan bagian dari sains yang
menjelaskan segala sesuatu tentang gejalagejala alam yang terjadi. Fisika diajarkan
pada peserta didik mulai dari tingkat dasar
sampai tingkat perguruan tinggi karena
fisika memiliki manfaat untuk kehidupan
manusia sehari-hari.Menurut Ayubi (2015:
1), mempelajari ilmu fisika dapat dilakukan
melalui dua pendekatan yaitu analitis dan
pembuktian melalui eksperimen.
Pendekatan secara analitis pada umumnya
diberikan pada saat pembelajaran di kelas,
kemudian untuk mempertajam pemahaman
konsep dapat dilakukan eksperimen.
Dengan eksperimen peserta didik tidak
hanya memahami ilmu fisika secara teoritis
namun juga mengetahui dan mengamati
fenomena fisis yang terjadi serta
penerapannya dalam kehidupan seharihari.
Pada penelitian-penelitian sebelumnya
telah banyak penelitian yang merancang
alat untuk mengukur laju aliran fluida dan
kebanyakan pipa venturi yang dirancang
menggunakan pipa PVC yang
memungkinkan timbulnya rembesanrembesan air pada sistem venturimeter,
misalnya penelitian Saputri (2009: 41)
dan penelitian Ayubi (2015: 4).Pada
penelitian Saputri (2009: 41),perancangan
venturimeter terdiri atas pipa yang
memiliki luas penampang berbeda, masingmasing memiliki tabung di bagian atas pipa
untuk mengetahui tekanan pipa.Laju aliran
didapatkan melalui venturimeter yang
diperoleh dari selisih ketinggian yang
menunjukkan tekanan yang dialami pada
masing-masing pipa. Selain itu, penelitian
Ayubi (2015: 1) juga merancang alat
pengukuran kecepatan dan debitair yang
mengalir dalam pipa rancangan yang
berfungsi sebagai venturimeter dan sensor
aliran air.
Laboratorium Fisika Universitas
Indraprasta PGRI belum memiliki alat
untuk eksperimen yang berkaitan dengan
pengukuran laju aliran fluida.Berdasarkan
latar belakang bahwa Jurusan Pendidikan
Fisika Universitas Indraprasta PGRI belum
memiliki alat untuk mengukur kelajuan
fluida, peneliti termotivasi untuk
mengembangkan dan menerapkan system
pengukuran kelajuan fluida, maka
penelitian ini mengambil topik mengenai
rancang bangun pengukuran kelajuan
fluida.
Menurut Ayubi (2015: 2) venturimeter
merupakan sebuah pipa yang mengalami
penyempitan, aliran air akan semakin cepat
jika melewati luas penampang yang kecil
dibandingkan dengan luas penampang yang
besar, tekanan lebih besar saat melewati
luas penampang yanglebih besar dan
tekanan lebih kecil jika melewati luas
penampang yang lebih kecil.
Menurut Tipler (1998: 405) pada pipa
horizontal, kedua bagian pipa berada pada
ketinggian yang sama, yaituh1=h2=h, maka
jika sistem ini diaplikasikan pada
persamaan Bernoulli,
p1 − p2 =
1
ρ(V22 − V12 )(1)
2
Selisih p1 − p2 merupakan sama
dengan tekanan hidrostatis zat cair setinggi
h. Dengan demikian diperoleh,
p1 − p2 = ρgh
(2)
1
ρgh = ρ(V22 − V12 )
2
(3)
Persamaan pada tekanan hidrostatis pada
Hukum Bernoulli yang memiliki ketinggian
yang sama sehingga,
Berdasarkan persamaaan kontunuitas,
A1 . V1 = A2 . V2 diperoleh V2 =
A1 .V1
A2
kemudian disubsitusikan persamaan
kontunuitas dengan persamaan 3,
V1 =
2ρ′ gh
√ A21
ρ ( 2 − 1)
A2
(4)
Laju aliran fluida pada titik kesatu dapat
diperoleh dengan persamaan tersebut
dengan g adalah besarnya percepatan
gravitasi, h adalah perbedaan
ketinggian pada pipa vertikal, A1
adalah luas pipa penampang besar, dan
A2 luas pipa penampang kecil.
START
Hitung Diameter Pipa
Venturi
Aliran Air
Laminer
Mengukur Suhu
Air
METODE
Penelitian ini membahas mengenai
rancang bangun venturimeter sebagai alat
pengukur aliran kelajuan fluida. Sistematika
yang dirancang menggunakan
venturimeterdenganluas penampang
berbedayangbertujuanmengetahuitekanan
pada masing-masing luas penampang yang
memiliki perbedaan ketinggian.
Data Ketinggian
Pipa ke-1
Data Ketinggian
Pipa ke-2
Selisih ketinggian
(∆h)
Data Percobaan
STOP
Gambar 2. Diagram Alir Penelitian
(Sumber: Dokumen pribadi)
Mekanisme sistem yang diliputi adalah
aliran fluida dinamis, pengukuran, dan
perhitungan. Aliran air yang ditimbulkan
adalah langkah awal pengambilan
data,selisih ketinggian diamati dan teknik
perhitungan dilakukan setelah air melewati
pipa venturimeter.
Alat dan bahan instalasi dalam penelitian
ini yaitu pipa venturi yang terbuat dari kaca,
pompa air, tangki air, pipa U, selang air,
papan penyangga, tangki penampung,
meteran, termometer, fluida dan air raksa.
4.
5.
6.
7.
8.
air pada tangki, 1 orang memperhatikan
indikator ketinggian raksa pada pipa U,
dan 1 orang mencatat data.
Menyalakan pompa sehingga tangki terisi
dan air mengalir pada pipa venturi dan
masuk pada pipa U.
Perhatikan pipaventuri, jika aliran air
telah laminer maka pengambilan data
dapat dilakukan.
Mengukur suhu air pada tangki.
Mencari nilai h sebanyak 10 kali
pengukuran.
Menghitung nilai laju aliran fluida
berdasarkan persamaan 4.
Analisis data eksperimen dilakukan
berdasarkan kerja dari instalasi penelitian
yang telah dibuat. Pengujian-pengujian
tersebut meliputi pengujian untuk
mengukur diameter pipa venturi dan
pengujian untuk mengukur laju aliran
fluida setelah air melewati pipa venturi
berdasarkan perbedaan ketinggian pada
masing-masing penampang.
Gambar 3. Desain Instalasi Penelitian
(Sumber: Dokumen Pribadi)
Teknik pengambilan data menggunakan
metode eksperimen, pengambilan data dari
parameter yang akan
diamatiyaitualiranfluida.Data diperoleh dari
perbedaan ketinggian yang ditunjukkan
oleh air raksa pada pipa U.
Berikut langkah percobaan venturimeter
hasil rancangan.
1. Merangkai alat instalasi seperti pada
gambar 3.
2. Mengukur diameter besar dan kecil pipa
venturi sebanyak lima kali.
3. Dibutuhkan minimal 3 orang praktikan,
dengan tugas: 1 orang operator pompa
dan bertugas memperhatikan ketinggian
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Percobaan ini dilakukan dalam sistem
tertutup di dalam pipa venturi yang terbuat
dari kaca dengan ketebalan (0,04 0,003)cm.
Pada penelitian ini dilakukan dengan
mengukur diameter pipa venturi terlebih
dahulu, kemudian air dialirkan pada
venturimeter dengan tujuan menghitung laju
air pada luas penampang yang berbeda.
Hasil pengukuran diameter pipa venturi
didapatkan berdasarkan pengukuran
berulang sebanyak lima kali untuk diameter
besar dan diameter kecil.
Data pengukuran untuk diameter pipa
venturi dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Hasil Pengukuran Diameter
Pipa Venturi
No.
1
2
3
4
5
d1 tabung besar
(cm)
1 , 3 2
1 , 3 1
1 , 3 1
1 , 3 0
1 , 3 2
d2 tabungkecil
(cm)
0
,
8
1
0
,
8
1
0
,
7
9
0
,
8
0
0
,
8
1
Nilai laju aliran didapatkan pada hasil
pengukuran laju air rata-rata dengan
menggunakan persamaan (4). Berdasarkan
perbedaan tekanan luas penampang A1
dengan luas penampang A2 dengan indikator
ketinggian (h1 dan h2 )yang ditunjukkan
oleh air raksa pada pipa U pada suhu 26℃
dan ketinggian (H), dapat diamati pada tabel
2.
Tabel 2. Hasil Pengukuran Ketinggian
Air Raksa
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
h1 (cm)
1 8 , 9
1 8 , 9
1 9 , 0
1 9 , 0
1 8 , 9
1 9 , 0
1 9 , 1
1 9 , 0
1 8 , 9
1 9 , 0
H (cm) = 80
h2 (cm)
ρ (g⁄cm3 )
2 3 , 0 0 , 9 9 6 8
2 3 , 0 0 , 9 9 6 8
2 3 , 1 0 , 9 9 6 8
2 3 , 1 0 , 9 9 6 8
2 3 , 2 0 , 9 9 6 8
2 3 , 1 0 , 9 9 6 8
2 3 , 1 0 , 9 9 6 8
2 3 , 2 0 , 9 9 6 8
2 3 , 2 0 , 9 9 6 8
2 3 , 2 0 , 9 9 6 8
Pembahasan
Pengambilan data untuk mengukur
diameter pipa venturi dilakukan sebanyak
lima kali pada diameter besar dan diameter
kecil. Analisis data percobaan dengan
menghitungnilaireratadanralatdarid1 , d2 , A1 ,
dan A2 .Olehkarena diameter yang
diukurdalampercobaanadalahbagianluar,
makaharusdikonversidenganrumusd = di −
2t.
Sehingga didapatkan nilai akhir untuk
diameter dalam pipa venture bagian besar dan
kecil masing-masing adalah d1 = (0,91 ±
0,004) cmdan
d2 = (0,40 ±
0,004) cm serta luas penampang pipa besar
pipa kecil masing-masing adalah A1 =
(0,65 ± 0,005)cm2 danA2 = (0,13 ±
0,003)cm2 .
Kemudian, mencari rerata dan ralat dari
h dan ρ. Ketinggian yang digunakan
merupakan selisih dari ketinggian pada pipa
U yang berisi air raksah = (h2 − h1 ). Nilai
akhir dari selisih ketinggian pada pipa U pada
venturimeter adalah h = (4,15 ± 0,001) cm
dan massa jenis air yang mengalir dalam pipa
venture adalah ρair = (1,00 ± 0,00) g⁄cm3 .
Berdasarkan percobaan pada pipa venturi,
tekanan tinggi terjadi pada diameter yang
besar sedangkan tekanan rendah terjadi pada
diameter yang kecil. Hal ini sesuai dengan
percobaan yang dilakukan oleh Saputri
(2009: 41) dan Sudibyo (2010: 48) Pengujian
sistem pada venturimeter ini hanya
menggunakan
air.
Pengujian
sistem
dilakukan untuk mengetahui apakah alat yang
dibuat berjalan dengan baik atau tidak.
Analisis data nilai laju aliran didapatkan pada
hasil pengukuran laju air rata-rata dengan
menggunakan persamaan (4).
Dengan menggunakan data laju aliran
fluida, menghitung rerata dan ralat kelajuan
fluida dengan percepatan gravitasi g =
980 cm⁄s 2 sehingga didapatkan nilai akhir
̅ = (67,35 ±
yaitu laju aliran sebesar V
⁄
1,50) cm s.Berdasarkan perhitungan nilai
rerata dan ralat kelajuan fluida tersebut,
dengan demikianventurimeter yang dibuat
dalam penelitian ini dapat dinyatakan layak
digunakan untuk mengukur laju aliran fluida.
Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan analisis,
maka dapat disimpulkan bahwa laju aliran
̅ = (67,35 ± 1,50)sehingga alat
air sebesar V
venturimeter yang dibuat dalam penelitian
ini dapat dinyatakan layak digunakan dalam
mengukur laju aliran fluida.
Saran
Pada penelitian selanjutnya dapat
dilakukan variasi ketinggian pada tangki air
ataupun jenis fluida yang digunakan. Selain
itu, dapat dilakukan pengukuran laju aliran
fluida menggunakan sensor untuk
mempermudah perhitungan ataupun sebagai
perbandingan antara perhitungan manual dan
digital.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih peneliti sampaikan
kepada pimpinan Universitas Indraprasta
PGRI yang telah memberikan dukungan
peneliti, juga kepada dosen pembimbing Ibu
Dandan Luhur Saraswati, M.Pd.Si yang
telah membantu sehingga penelitian ini
dapat terselesaikan.
DAFTAR PUSTAKA
Ayubi, Muchammad Sholachuddin Al, dkk.
2015. Perancangan dan Penerapan
Aparatus Pengukuran Debit Air dengan
Menggunakan Venturimeter dan Water
Flow Sensor. Jurnal Inovasi Fisika
Indonesia Vol. 04 No. 02 Thn 2015: 2126.
Badrawada, I Gusti Gde. 2008. Koefisien
Rugi-Rugi Sudden Expantion pada
Aliran Fluida Cair. IST AKPRIND
Yogyakarta, Seminar Nasional Aplikasi
Sains dan Teknologi 2008.
Dunn, Megan F, W.Roy Panney and Edgar
C. Clausen. 2011. Bernoulli Balance
Experiments Using a Venturi.
Proceedings of the 2011 Midwest
Section Conference of The American
Society for Engineering Education.
Ferdinan, Andri dan Herri Susanto. 2010.
Kajian Eksperimental Kinerja Kolom
Venturi dan Kolom Sembur untuk
Penyisihan Toluen sebagai Tar dari
Aliran Gas Produser. Seminar Rekayasa
Kimia dan Proses Agustus 2010.
Kala, Abhishek, S.K Mittal, M.K.
Choudhary. 2015. Characteristics of
Flow Meters with Sediment Laden Flow–
A Review. International Journal of
Engineering Research Vol No. 4 Issue
No. 5 pp. 240-243.
Lasmi, Ni Ketut, dkk. 2015. Pengukuran
Perbedaan Tekanan dan Laju Aliran
Biogas pada Pipa Venturi Menggunakan
Generator Berbahan Bakar Biogas untuk
Menghasilkan Energi Listrik. Piding
Simposium Nasional Inovasi dan
Pembelajaran Sains 2015 (SNIPS 2015).
Muchsin. 2013. Kerugian-Kerugian pada
Pipa Lurus dengan Variasi Debir Aliran.
Jurnal Mekanikal Vol. 04 No. 02 Juli
2013: 386-392
Ramadhan, Yosi, dkk. 2014. Pengembangan
Media Pembelajaran Pengukuran Rugi
Aliran Fluida Cair dalam Pipa Venturi
untuk Menunjang Perkuliahan Mekanika
Fluida. Journal of Mechanical
Engineering Learning, Vol. 3 No. 2 Juli
2014.
Saputri, Septriani Dwie. 2009. Rancang
Bangun Venturimeter Berbasis
Mikrokontroler. Skripsi. Universitas
Indonesia.
Sudibyo, Agus.2010. Pengaruh Diameter
Pipa Venturi terhadap Tekanan pada
Mesin Vacuum Frying. Skripsi.
Universitas Gajayana.
Tamhankar, Nikhil. 2014. Exsperimental
and CFD Analysis of Flow Through
Venturimeter to Determine The
Coefficient of Discharge. International
Journal of Latest Trends in Engineering
and Technology (IJLTET) Vol. 3 Issue 4
March 2014 pp. 194-200.
Tipler, Paul A. 1998. Fisika untuk Sains dan
Teknik Jilid 1. Jakarta: Erlangga
Prosiding Seminar dan Diskusi Panel Nasional Fisika 2017
ISSN : XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX