Hydraulic (2)


 Tekanan

Tekanan dan aliran adalah salah satu parameter kunci menyangkut dalam pembelajaran hidrolik. Tekanan dalam sebuah sistem hidrolik muncul dari hambatan aliran.

Menimbang aliran dari pompa hidrolik seperti yang ditunjukan. Disini pompa hanya menghasilkan aliran dan bukan tekanan. Bagaimanapun hambatan aliran dari pompa menghasilkan formasi tekanan. Hambatan aliran ini normalnya didapat dari aktuator yang menyebabkan beban. Bermacam konduktor dan komponen sistem hidrolik seperti pipa dan elbow juga dapat berlaku sebagai titik penghambat dan berkontribusi dalam membangkitkan tekanan didalam sistem.

Tekanan P didefinisikan sebagai gaya (F) yang bekerja normal per satuan area permukaan (A) . 

Tekanan dalam sistem SI diukur dalam N/m2 atau juga dikenal sebagai Pascal. Tekanan dapat juga diekspresikan dalam bar dimana,

1 bar = 105 N/m2

Tekanan dalam sistem Amerika diukur dalam lb/in2 atau psi, dimana

1 psi = 0,0703 kg/cm2

 

 Tekanan fluida

Komposisi fluida adalah molekul molekul, yang bergerak secara terus menerus dan acak. Molekul ini bergerak keseluruh volume fluida saling bertubrukan satu sama lainnya dan dengan didinting  penampungnya yang mana molekul bersama sama momentumnya berubah.

Sekarang kita menimbang sebuah permukaan fluida yang mana diimpak dengan sejumlah besar molekul. Akibatnya momentum dari molekul diteruskan ke permukaan. Perubahan momentum yang diteruskan perdetik oleh molekul molekul ini pada permukaan memberikan gaya merata  pada permukaan, ketika gaya normal dikenakan pada fluida per satuan luas permukaan, ini dikenal sebagai tekanan fluida.

 

 Tekanan pada satu titik pada zat cair.

Tekanan pada sembarang titik dari fluida diam, ditunjukan dengan hukum hidrostatik, yang mana penambahan nilai tekanan vertikal arah kebawah harus sama terhadap berat jenis fluida pada titik tersebut.

Garis vertikal atas dari permukaan bebas diatas beberapa titik zat cair yang diam diketahui sebagai kepala tekanan. Implikasi tekanan itu (disebut tekanan kepala) pada suatu titik dalam zat cair diberikan dalam persamaan berikut:

P=pgh

dimana

p adalah berat jenis zat cair

h adalah ketinggian zat cair dari titik tersebut ke permukaan.

G adalah percepatan gravitasi.

Selanjutnya tekanan pada suatu titik tergantung pada tiga faktor:

  1. Kedalaman suatu titik dari permukaan.
  2. Berat jenis zat cair.
  3. Percepatan garvitasi.

 Atmosfir, absolut, pengukur tekanan dan vakum

Tekanan Atmosfir

Permukaan bumi diselubungi oleh udara yang disebut atmosfir, dimana naik keatas dari permukaan bumi. Udara mempunyai masa dan terkait akibat dari gravitasi yang dikenakan pada gaya disebut berat. Gaya dibagi luas area disebut tekanan. Tekanan yang dikenakan pada permukaan bumi dinamakan tekanan atmosfir.

Tekanan Alat Ukur

Banyak instrumen alat ukur untuk mengukur perbedaan tekanan antara zat cair dengan tekanan udara . Ini disebut tekanan alat ukur.

Tekanan absolute

Tekanan absolute adalah jumlah tekananan di alat ukur dan tekanan atmosfir.

Vakum

Jika tekanan lebih rendah dari tekanan atmosir, alat ukur ini negatif dan hal kevakuman digunakan ketika tekanan absolut nya nol (conton tidak ada udara)

 

Gambar 2.2. Hubungan antara tekanan absolut, alat ukur dan kevakuman

Dalam gambar 2.2, Pa adalaha tekanan atmosfir, Pgage adalaha tekanan pada alat ukur, Pab adalah tekanan absolut, Pvacuum adalah tekanan vakum.

 

 Efek tekanan pada titik didih

Titik didih zat cair akan naik dengan bertambahnya tekanan dan sebaliknya menurun dengan berkurangnya tekanan. Sehingga jika tekanan atmosfir lebih dari 14,7 psi atau 101,3 kPa, air akan mendidih dengan suhu diatas 100ºC (212ºF). Sama halnya dengan air mendidih dibawah temperatur jika tekanan lebih rendah dari 14,7 psi atau 101,3 kPa.

Pada titik didih, tekanan uapa yang terjadi dipermukaan zat cair sama dengan tekanan tekanan atmosfer diluar. Sehingga jika tekanan atmosfir diluar meningkat, maka zat cair mendidih pada temperatur yang lebih tingi untuk menghasilkan tekanan uap sama dengan tekanan luar.

Pada daerah yang lebih tinggi, tekanan atmsfer rendah, akibatnya air mendidih pada suhu dibawah 100ºC (212ºF). Ini mengakibatkan memasak menjadi sulit. Sebuah point penting yang bisa dicatat adalah dengan  bertambahnya  kotoran pada zat cair dapat menanmbah titik didih.

 

 Pengukuran Tekanan

Biasanya fluida bisa disimpulkan bahwa pengukurannya dengan dua parameter penting yaitu aliran dan tekanan. Untuk pengukuran aliran,  transducer aliran atau transmiter dipasang sama dimana seperti pengukuran tekanan, transmitter tekanan dapat dipasang terpisah dengan sambungan pipa, dikenal dengan monitor kontrol.

Peralatan dasar untuk menemukan kerusakan pada hidrolik maupun pneumatik adalah pressure gauge. Sebuah contoh alat ukur tekanan yang mengukur tekanan secara sederhana adalah presure gage Bourdon.  Alat ukur tekanan jenis  Bourdon terdiri dari tabung rata berbentuk C, yang tetap pada ujung satunya. Ketika tekanan dikenakan pada tabung, tabung akan menegang, dengan gerakan yang bebas dan kekanan. Untuk tekanan rendah, per pada tabuung digunakan untuk menambah sensitivitas.

Gerakan tabung dikonversi  kedalam gerakan sirkular dengan kuadran mekanik dan roda gigi pinion.   

Jika keluaran signal elektrik diperlukan untuk pengindikasian, pointernya dapat diganti dengan potensiometer   

Sistem hidrolik dan pneumatik cenderung untuk menunjukan tekanan yang besar penyumbatan beban percepatan dan perlambatan. Penyumbatan  ini dapat menjadikan kesalahan penunjuk khususnya terkait pada nilai sebenarnya yang diukur dan juga akhirnya menyebabkan kerusakan pada alat pengukur tekanan. Untuk menghindari ini, tonjolan penghambat (snubber) disediakan untuk mengurangi respon dari sensor tekanan.

 

Pengukur tekanan Bourdon didasarkan pada tranducer yang kuat tetapi keakuratannya rendah. Untuk lebih mengakuratkan pengukuran tekanan, tranducer yang didasarkan pada prinsip keseimbangan gaya digunakan, seperti pada gamabr 2.4.

Ini adalah sebuah tranducer yang berbeda, lubang  tekanan masuk rendah (LP) dibiarkan terbuka ke udara dan yang lubang tekanan tinggi (HP) dihubungkan dengan sistem. Perbedaan antara dua pembacaan (HP-LP) didapat dari sebuah sinyal yang menunjukan ukuran tekanan.

Penambahan tekanan pada sistem, mendefleksikan diafragma tekanan ke kiri. Gerakan ini dideteksi oleh tranducer dan yang melalui sebuah servo amplifier, dilanjutkan ke sebuah penambahan dikoil. Arus yang melalui tranducer adalah sebanding dengan perbedaan tekanan sebagai gaya dari koil penyeimbang tepatnya menyeimbangkan gaya yang muncul dari perbedaan tekanan antara LP dan HP. Tekanan tidak tergantung pada bentuk atau ukuran tempatnya.

 

 Hukum Pascal

Dibawah prinsip bagaimana fluida meneruskan tenaga adalah dinyatakan dengan hukum Pascal. Area hukum Pascal menerangkan bahwa tekanan diaplikasikan untuk fluida tebatas yang diteruskan dan tidak kurang ke segala arah. Bentuk hukum ini memberikan pemahaman dasar hubungan antara gaya, tekanan dan luas area, yang secara matematika dikspresikan sebagai:

Gaya = tekanan x luas area

Penerusan tekanan berlangsung dengan gaya yang sama pada setiap satuan luas dari bejana dan dalam arah sudut lurus ke permukaan bejana diteruskan menyeluruh ke zat cair. Hukum Pascal dapat di ilustrasikan dalam contoh berikut.

Sebuah botol diisi dengan zat cair yang tidak dapat dikompresi. Sebuah gaya sebesar 4 kg diapikasikan ke penutup pdengan luas permukaan 3 cm2. Mari kita asumsikan luas dasar botol adalah 60cm2. Jika penutup dimasukan kedalam mulut botol, dengan gaya sebesar 4 kg sehingga menyentuh zat cair, kemudian tekanan digunakan mendesak zat cair dalam botol melalui penutup yang dapat ditunjukan sebagai berikut:

P = 4/3 = 1.34 kgf/cm2

Tekanan ini akan diteruskan ke segala arah dalam botol.Dasar botol mempunyai luasan 60cm2 akan dikenai gaya sebesar F = PxA = 1.34 x 60 = 80.4 kgf/cm2. Gaya ini bisa memecahkan banyak botol. Hal ini menunjukan kenapa botol kaca yang diisi dengan zat cair bisa pecah jika penutupnya dimasukan kedalam mulut botol. Gambar 2.5 menunjukan gambaran yang lebih baik. Itu juga menunjukan bahwa subtansinya bahwa tekanan tidak tergantung pada bentuk dan ukuran tempatnya.

<script src=”http://kumpulblogger.com/dam.php?b=20858” type=”text/javascript”>
     </script>

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s