Question

Udara mengalir steady/tunak didalam sebuah pipa berdiameter 28 cm pada tekanan 200 kpa dan bertemperatur 20°C dengan kecepatan 5 m/detik. Pada saat mengalir didalam pipa, udara tersebut juga mengalami pemanasan hingga pada saat keluar dari pipa udara bertekanan 180 kpa dan bertemperatur 40°C. Tentukan :

A》Laju aliran volume udara pada sisi masukan?

B》Laju aliran massa udara?

C》Kecepatan dan laju aliran volume disisi keluaran pipa?

Answer 1

Penjelasan:

Luas penampang  

A₁ = A₂ = πr² = πD²/4 = π.0,28²/4

A₁ = A₂ = 0.0616 m²

T₁ = 20 + 273 = 293 K

P₁ = 200 kPa = 2.10⁵ Pa

P₂ = 180 kPa = 1,8.10⁵ Pa

T₂ = 40 + 273 = 313 K

PV = n.R.T = m/Mr.R.T

P = m/V. R/Mr.T = ρ.R/Mr.T

Berat molekul udara Mr = 0,0288 kg/mol

R/Mr = 8,31/0,028 = 288.54 J/kg.K

P = m/V. R/Mr.T = ρ. 288,54 .T

ρ = P/(288,54.T)

a. Laju aliran volume di masukan

Q₁ = A₁. v₁ = 0.0616. 5 = 0,31 m³/s

b. Laju aliran massa udara

m' = ρ₁. Q₁ = P₁/(288,54.T₁). 0,31

m' = 2.10⁵. 0,31/( 288,54 . 293)  

m' = 0,73 kg/s

c. Laju aliran volume di keluaran

Laju aliran massa m' tidak berubah di masukan maupun di keluaran

m' = ρ₂. Q₂

m' = P₂/(288,54.T₂) . Q₂

Q₂ = m'. 288,54.T₂/P₂

Q₂ = 0,73. 288,54. 313/ ( 1,8.10⁵ )

Q₂ = 0,37 m³/s

Kecepatan aliran

Q₂ = A₂. v₂

v₂ = Q₂/A₂ = 0,37/0.0616

v₂ = 6 m/s