Perhitungan Tekanan pada Tabung Venturimeter dengan Luas Perampang yang Diketahui

Dalam artikel ini, kita akan membahas perhitungan tekanan pada tabung venturimeter dengan luas perampang yang diketahui. Venturimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran fluida dalam pipa dengan menggunakan perbedaan tekanan. Dalam kasus ini, kita akan fokus pada venturimeter dengan luas perampang yang besar, yaitu 18 cm², dan gravitasi yang diberikan sebesar 10 m/s².

Pertama-tama, kita perlu menghitung tekanan pada titik acuan, yaitu tekanan pada bagian yang lebih besar dari venturimeter. Dalam kasus ini, tekanan yang diberikan adalah 20 N/m². Untuk menghitung tekanan pada titik acuan, kita dapat menggunakan persamaan tekanan hidrostatis:

\[ P = \rho \cdot g \cdot h \]

Di mana P adalah tekanan, ρ adalah massa jenis fluida, g adalah percepatan gravitasi, dan h adalah tinggi fluida di atas titik acuan. Dalam kasus ini, massa jenis fluida adalah 1,29 kg/m³.

Selanjutnya, kita perlu menghitung perbedaan tekanan antara titik acuan dan titik pengukuran, yaitu tekanan pada bagian yang lebih kecil dari venturimeter. Perbedaan tekanan ini dapat digunakan untuk menghitung laju aliran fluida dalam pipa.

\[ \Delta P = P_1 - P_2 \]

Di mana ΔP adalah perbedaan tekanan, P₁ adalah tekanan pada titik acuan, dan P₂ adalah tekanan pada titik pengukuran.

Setelah kita memiliki perbedaan tekanan, kita dapat menggunakan persamaan Bernoulli untuk menghitung laju aliran fluida. Persamaan Bernoulli menyatakan bahwa total energi fluida dalam sistem adalah konstan.

\[ P_1 + \frac{1}{2} \rho v_1^2 + \rho gh_1 = P_2 + \frac{1}{2} \rho v_2^2 + \rho gh_2 \]

Di mana P₁ dan P₂ adalah tekanan pada titik acuan dan titik pengukuran, ρ adalah massa jenis fluida, v₁ dan v₂ adalah kecepatan fluida pada titik acuan dan titik pengukuran, dan h₁ dan h₂ adalah tinggi fluida pada titik acuan dan titik pengukuran.

Dalam kasus ini, kita ingin menghitung laju aliran fluida, jadi kita perlu mencari kecepatan fluida pada titik pengukuran. Dengan menggunakan persamaan Bernoulli dan mengasumsikan bahwa tinggi fluida pada titik acuan dan titik pengukuran sama, kita dapat menyederhanakan persamaan menjadi:

\[ \frac{1}{2} \rho v_1^2 = P_2 - P_1 \]

Dengan menggantikan nilai perbedaan tekanan ΔP yang telah kita hitung sebelumnya, kita dapat mencari kecepatan fluida pada titik pengukuran.

Dengan mengetahui kecepatan fluida pada titik pengukuran, kita dapat menghitung laju aliran fluida dengan menggunakan persamaan:

\[ Q = A \cdot v \]

Di mana Q adalah laju aliran fluida, A adalah luas perampang venturimeter, dan v adalah kecepatan fluida pada titik pengukuran.

Dalam kasus ini, luas perampang venturimeter adalah 18 cm² atau 0,0018 m². Dengan menggantikan nilai luas perampang dan kecepatan fluida yang telah kita hitung sebelumnya, kita dapat mencari laju aliran fluida.

Dengan demikian, kita telah berhasil menghitung tekanan pada tabung venturimeter dengan luas perampang yang diketahui. Perhitungan ini dapat digunakan untuk mengukur laju aliran fluida dalam pipa dengan menggunakan venturimeter.