Home >Documents >Triana Yusman 1406533081 9 Jum'at Siang

Triana Yusman 1406533081 9 Jum'at Siang

Date post:22-Dec-2015
Category:
View:13 times
Download:4 times
Share this document with a friend
Description:
alll
Transcript:

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASARREMOTE LABORATORY Nama: Triana YusmanNPM: 1406533081Fakultas/Program Studi: Teknik/Teknik Perkapalan Nomor/Nama Percobaan: KR 01/Disipasi Kalor Hot Wire Minggu Percobaan: Pekan 4Tanggal Percobaan : 20 Maret 2014Kelompok: 9

LABORATORIUM FISIKA DASARUPP IPDUNIVERSITAS INDONESIA

TujuanMenggunakan hotwire sebagai sensor kecepatan aliran udara.Alat1. Kawat pijar (hotwire)2. Fan3. Voltmeter dan Ampermeter4. Adjustable power supply5. Comcoder6. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatisLandasan Teori Disipasi Energi Energi mekanik akibat gerakan partikel materi dan dapat dipindah dari satu tempat ke tempat lain disebut kalor. (Syukri S, 1999). Hubungan kuantitatif antara kalor dan bentuk lain energi disebut termodinamika. Termodinamika dapat didefinisikan sebagai cabang kimia yang menangani hubungan kalor, kerja, dan bentuk lain energi dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan dalam perubahan keadaan (Keenan, 1980). Hukum pertama termodinamika menghubungkan perubahan energi dalam suatu proses termodinamika dengan jumlah kerja yang dilakukan pada sistem dan jumlah kalor yang dipindahkan ke sistem (Petrucci,1987). Hukum kedua termodinamika, yaitu membahas tentang reaksi spontan dan tidak spontan. Proses spontan yaitu reaksi yang berlangsung tanpa pengaruh luar. Sedangkan reaksi tidak spontan tidak terjadi tanpa bantuan luar. Energi disipasi dapat berarti energi yang hilang dari suatu sistem. Hilang dalam arti berubah menjadi energi lain yang tidak menjadi tujuan suatu sistem (dalam percobaan, energi listrik berubah menjadi energi kalor).Timbulnya energi disipasi secara alamiah tidak dapat dihindari. Contohnya: 1. Energi panas yang timbul akibat gesekan. Dalam hal ini, timbulnya gesekan dianggap merugikan. 2. Energi listrik yang terbuang akibat adanya hambatan pada kawat penghantar.3. Energi panas pada transformator (trafo). Trafo dikehendaki untuk mengubah tegangan. Namun, pada kenyataan, timbul panas pada trafo. Panas inilah yang dianggap sebagai energi disipasi. Dalam fisika, disipasi mewujudkan konsep sistem dinamis di mana modus mekanis yang penting, seperti gelombang atau osilasi, kehilangan energi selama waktu, biasanya karena tindakan gesekan atau turbulensi. Energi yang hilang diubah menjadi panas, menaikkan temperatur dari sistem. Sistem seperti ini disebut sistem disipasi. Hotwire sebagai Sensor Kecepatan Aliran UdaraPerkembangan teknologi yang cepat dalam peralatan penyensoran telah memungkinkan berbagai pengukuran aliran fluida dilakukan dengan berbagai sensor yang memberikan hasil-hasil pengukuran yang akurat. Untuk pengukuran berbagai aliran turbulen, salah satu jenis sensor yang banyak digunakan adalah hotwire anemometer. Single normal probe adalah suatu tipe hotwire yang paling banyak digunakan sebagai sensor untuk memberikan informasi kecepatan aliran dalam arah aksial saja. Probe seperti ini terdiri dari sebuah kawat logam pendek yang halus (delicate) yang disatukan pada dua kawat baja dengan arus listrik dan bekerja berdasarkan prinsip perpindahan panas konveksi. Masing masing ujung probe dihubungkan ke sebuah sumber tegangan. Energi listrik yang mengalir pada probe tersebut akan didisipasi oleh kawat menjadi energi kalor. Besarnya energi listrik yang terdisipasi sebanding dengan tegangan, arus listrik yang mengalir di probe tersebut dan lamanya waktu arus listrik mengalir.P = V i tBila probe dihembuskan udara maka akan merubah nilai resistansi kawat sehingga merubah besarnya arus listrik yang mengalir. Semakin cepat udara yang mengalir maka perubahan nilai resistansi juga semakin besar dan arus listrik yang mengalir juga berubah. Jumlah perpindahan panas yang diterima probe dinyatakan oleh overheat ratio yang dirumuskan sebagai :

Overheat ratio = Ra/RwRw = resistansi kawat pada temperatur pengoperasian (dihembuskan udara) Ra = resistansi kawat pada temperatur ambient (ruangan)

Sistem hot-wire anemometer yang digunakan meliputi sebuah single normal hotwire probe, DISA 55M01 main unit, 55M11 CTA booster adapter, dan 55M05 power pack. Probe yang digunakan dioperasikan dalam suatu mode temperatur konstan untuk menyediakan respon frekuensi yang lebih tinggi. Dalam mode temperatur konstan, resistansi kawat, Rw dipertahankan konstan untuk memfasilitasi respon instantaneous dari inersia termal sensor terhadap berbagai perubahan dalam kondisi aliran.

Hotwire probe harus dikalibrasi untuk menentukan persamaan yang menyatakan hubungan antara tegangan kawat (wire voltage, E) dengan kecepatan referensi (reference velocity, U). Setelah persamaan diperoleh, kemudian informasi kecepatan dalam setiap percobaan dapat dievaluasi menggunakan persamaan tersebut.Persamaan yang didapat berbentuk persamaan linear atau persamaan polinomial.Beberapa persamaan yang dapat digunakan antara lain: 1. Persamaan Simple Power-law Persamaan ini diperkenalkan oleh L.V. King dan dirumuskan sebagai berikut:

dimana A dan B merupakan konstanta-konstanta kalibrasi, E merupakan tegangan kawat, n merupakan konstanta pangkat, dan U merupakan komponen kecepatan aksial.2. Persamaan Extended Power-law Persamaan ini diperkenalkan oleh R.G. Siddal dan T.W. Davies yang diformulasikan sebagai berikut:

dimana A, B, dan C adalah konstanta-konstanta kalibrasi dan n = 0.5. Pada percobaan yang akan dilakukan, yaitu mengukur tegangan kawat pada temperatur ambient dan mengukur tegangan kawat bila dialiri arus udara dengan kecepatan yang hasilkan oleh fan. Kecepatan aliran udara oleh fan akan divariasikan melalui daya yang diberikan ke fan yaitu 70 , 110 , 150 dan 190 dari daya maksimal 230m/s. KonveksiKonveksi adalah proses di mana kalor ditransfer dengan pergerakan molekul dari satu tempat ke tempat yang lain. Sementara konduksi hanya melibatkan molekul (dan/atau elektron) yang hanya bergerak dalam jarak yang kecil dan bertumbukan, konveksi melibatkan pergerakan molekul dalam jarak yang besar. Tungku dengan udara yang dipaksa, di mana udara dipanaskan, dan kemudian ditiup oleh kipas angin ke dalam ruangan, merupakan satu contoh konveksi yang dipaksakan. Konveksi alami juga terjadi, dan satu contoh yang banyak dikenal adalah bahwa udara panas akan naik. Misalnya, udara di atas radiator (atau pemanas jenis lainnya) memuai pada saat dipanaskan, dan kerapatannya akan berkurang; karena kerapatan menurun, udara tersebut naik, sama seperti sebatang kayu yang diceburkan ke dalam air akan terapung ke atas karena massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis air. Air samudra yang hangat atau dingin, seperti Gulf Stream yang sejuk, menunjukkan konveksi alami dalam skala besar. Angin merupakan contoh konveksi yang lain, dan cuaca pada umumnya merupakan hasil dari arus udara yang konvektif.Cara Kerja 1. Mengaktifkan Web cam. 2. Memberikan aliran udara dengan kecepatan 0 m/s , dengan mengklik pilihan drop down pada icon atur kecepatan aliran. 3. Menghidupkan motor pengerak kipas dengan mengklik radio button pada icon menghidupkan power supply kipas. 4. Mengukur Tegangan dan Arus listrik di kawat hot wire dengan cara mengklik icon ukur. 5. Mengulangi langkah 2 hingga 4 untuk kecepatan 70 , 110 , 150 , 190 dan 230 m/s.Tugas & Evaluasi 1. Berdasarkan data yang didapat , membuat grafik yang menggambarkan hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu untuk tiap kecepatan aliran udara. 2. Berdasarkan pengolahan data di atas, membuat grafik yang menggambarkan hubungan Tegangan Hotwire dengan Kecepatan aliran angin. 3. Membuat persamaan kecepatan angin sebagai fungsi dari tegangan hotwire. 4. Berdasarkan percobaan dan data yang didapat, menetukan apakah kita dapat menggunakan kawat Hotwire sebagai pengukur kecepatan angin 5. Memberi analisis dari hasil percobaan ini.

Data Hasil Percobaan:Percobaan 1WaktuKec. anginV-HWI-HW

102.11254.1

202.11254.4

302.11254.2

402.11253.9

502.11254.0

602.11254.3

702.11254.4

802.11254.0

902.11253.9

1002.11254.1

Percobaan 2WaktuKec. anginV-HWI-HW

1702.07255.0

2702.07354.4

3702.07354.2

4702.07454.6

5702.07355.1

6702.07454.7

7702.07454.2

8702.07454.3

9702.07254.9

10702.07455.1

Percobaan 3WaktuKec. anginV-HWI-HW

11102.05354.6

21102.05454.8

31102.05455.0

41102.05455.2

51102.05555.4

61102.05455.5

71102.05555.5

81102.05455.4

91102.05555.1

101102.05554.9

Percobaa 4WaktuKec. anginV-HWI-HW

11502.04655.1

21502.04755.1

31502.04755.2

41502.04755.2

51502.04755.3

61502.04655.3

71502.04755.3

81502.04655.4

91502.04755.4

101502.04655.4

Percobaan 5WaktuKec. anginV-HWI-HW

11902.04254.8

21902.04354.9

31902.04355.1

41902.04255.3

51902.04255.5

61902.04255.6

71902.04255.7

81902.04355.7

91902.04255.8

101902.04255.7

Percobaan 6WaktuKec. anginV-HWI-HW

12302.04055.0

22302.04055.0

32302.04055.1

42302.04055.3

52302.04055.4

62302.04055.5

72302.04055.6

82302.04055.7

92302.04055.7

102302.04055.8

Evaluasi 1. Membuat grafik berdasarkan hubungan antara waktu dengan tegangan hotwire Kecepatan angin 0 m/s

Kecepatan angin 70 m/s

Kecepatan angin 110 m/

Embed Size (px)
Recommended