Debit Air: Pengertian, Rumus, Konversi, Aplikasi, Contoh Soal

- Penulis

Jumat, 31 Maret 2023 - 13:42 WIB

facebook twitter whatsapp telegram line copy

URL berhasil dicopy

facebook icon twitter icon whatsapp icon telegram icon line icon copy

URL berhasil dicopy

Ketika berbicara tentang kecepatan aliran air, istilah yang paling umum digunakan adalah laju aliran air. Istilah ini mengacu pada fenomena fluida dinamis atau fluida yang bergerak, baik fluida yang bergerak secara alami, seperti debit aliran sungai atau debit air dari pompa air.

Pengertian Debit Air

Istilah debit air digunakan sebagai besaran dalam fluida dinamis atau fluida bergerak. Debit menunjukkan laju aliran cairan melalui jarak penampang per satuan waktu. Besarnya debit menunjukkan volume air yang mengalir melalui penampang setiap detiknya.

Satuan yang biasa digunakan dalam debit air adalah liter/detik, ml/detik, liter/jam, m³/detik dan m³/jam. Unit debit banyak digunakan oleh pengawas di fasilitas bendungan air atau pemantauan kapasitas air di sungai untuk memastikan air masih dalam kondisi normal atau aman.

Formula Debit Air

Debit air dihitung dengan membagi volume air yang mengalir melalui penampang per detik seperti yang ditunjukkan pada persamaan di bawah ini:

Q = V/t

Berdasarkan rumus di atas, kamu juga bisa mencari volume air yang mengalir atau waktu yang dibutuhkan dengan persamaan di bawah ini:

V = Qxt

t = V/Q

Informasi

Q = Debit air yang mengalir (m³/s)
V = volume air yang mengalir melalui penampang (m³)
t = waktu aliran fluida (s)

Jika air mengalir melalui pipa, dapat disimpulkan bahwa volume air yang mengalir melalui pipa memenuhi persamaan berikut:

V = Sumbu

Persamaan di atas dapat disubstitusi ke dalam persamaan debit air untuk mendapatkan persamaan debit air baru sebagai berikut:

Q = Ax (s/t)

Q = Axv

Informasi:

A = Luas penampang aliran air (m²)
v = Kecepatan aliran air (m/s)

Konsep Kontinuitas dalam Debit Aliran Air

Pada umumnya air yang mengalir melalui pipa memiliki luas penampang yang tidak sama, misalnya pada pipa penampang air PDAM. Pipa air dari PDAM umumnya memiliki diameter hingga 30 cm saat berada di jalan raya.

Namun saat pipa air masuk ke perumahan warga, ukuran penampang pipa dibuat mengecil menjadi sekitar 10 cm dan saat masuk ke kran di rumah, ukuran penampang pipa menjadi lebih kecil lagi.

Baca Juga :  Kelas Amphibia: Ciri-ciri, Klasifikasi & Contoh

Jika air yang mengalir tidak dimanfaatkan, maka berlaku konsep Conservation of Discharge atau aliran fluida yang disebut juga dengan Prinsip Kontinuitas. Persamaan Kontinuitas atau Kekekalan Debit pada luas penampang yang berbeda menggunakan rumus di bawah ini:

Q1 = Q2

A1 x v1 = A2 x v2

Konversi Satuan Debit Air

Dalam formulasi debit air, beberapa satuan digunakan untuk menunjukkan jumlah debit air. Satuan yang digunakan adalah satuan yang mengacu pada volume dan waktu dalam debit air. Berikut ini adalah satuan volume dan waktu yang sering digunakan:

  1. Satuan Volume
    • 1 cc = 1 ml = 1 cm
    • 1 mm³ = 0,001 m³
    • 1 cm³ = 10⁶ mm³
    • 1 dm³ = 10³ cm³
    • 1 liter = 1 dm³
  2. Satuan Waktu
    • 1 jam = 60 menit
    • 1 jam = 3600 detik
    • 1 menit = 60 detik
    • 1 menit = 1/60 jam
    • 1 detik = 1/60 menit
    • 1 jam = 1/3600 jam

Aplikasi Debit Air

  1. Pipa venturi meter

Pipa meteran venturi, juga dikenal sebagai meteran aliran venturi, adalah jenis meteran aliran yang bekerja menggunakan teorema Bernoulli. Pipa meteran venturi banyak digunakan dalam industri pengolahan air, farmasi, kimia, minyak dan gas.

Pipa venturimeter digunakan untuk mengukur laju aliran cairan melalui pipa. Dalam venturimeter, berlaku kondisi bahwa kecepatan aliran akan meningkat dengan penurunan tekanan.

Venturimeter dibuat berdasarkan tiga bagian utama yaitu bagian konvergen (penyatuan), bagian tenggorokan (throat) dan bagian divergen (pemisah).

  1. tabung pitot

Tabung pitot adalah alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran fluida berupa gas di dalam pipa. Tabung pitot digunakan untuk mengukur debit cairan yang mengalir dan umumnya diterapkan pada industri.

Tabung pitot terdiri dari tabung yang ditempatkan secara vertikal dengan luas penampang A1 dan tabung berbentuk U dengan luas A2. Kedua pipa dihubungkan satu sama lain oleh salah satu ujung pipa U.

Baca Juga :  RPP 1 Lembar Prakarya dan Kewirausahaan Kelas XI Semester 1 Revisi Terbaru

Di dalam tabung U ini sebagian diisi oleh cairan yang memiliki massa jenis tertentu. Ketika aliran fluida gas memasuki tabung U, tekanan dari fluida menyebabkan perubahan ketinggian cairan dari pipa U.

  1. Pengembangan Sistem Saluran Air

Pembangunan sistem saluran air membutuhkan keterampilan perhitungan yang tepat, termasuk perhitungan debit air. Insinyur sumber daya air akan mengoptimalkan sumber daya air dan memastikan keamanan sumber daya air dengan melihat kondisi debit air.

Seorang insinyur teknik sipil juga bertanggung jawab atas desain, manajemen, dan pengawasan proyek konstruksi termasuk bandara, jembatan, bendungan, saluran air. Dalam pembangunan dan pemeliharaan bendungan dan irigasi, perhitungan debit air harus sangat diperhatikan.

Latihan Hutang Air

Air mengalir melalui pipa dengan luas penampang 400 cm² dengan kecepatan yang sama 10 m/s dan mengalir ke pipa yang lebih kecil dengan luas penampang 100 cm². Tentukan berapa debit air yang mengalir pada pipa yang lebih kecil dan kecepatan aliran air pada pipa yang lebih kecil.

Diskusi

Dikenal:

A1 = 400 cm² = 0,04 m²
A2 = 100 cm² = 0,01 m²
v1 = 10m/s

diminta:

A. Apakah debit air mengalir di pipa kecil Q2?
B. Kecepatan aliran air dalam pipa kecil v2?

Menjawab:

A. Berdasarkan prinsip kekekalan debit air atau kontinuitas, diketahui bahwa debit air yang mengalir melalui pipa penampang kecil dan pipa penampang besar adalah sama sehingga

Q1 = Q2

Q2 = A1 x v1

Q2 = 0,04 m² x 10 m/s = 0,4 m³/s

B. Untuk mencari kecepatan aliran dalam pipa kecil, Anda dapat menggunakan rumus berikut

Q2 = A2 x v2

v2 = Q2/A2

v2 = 0,4 m³/s : 0,01 m² = 40 m/s

Pipa air dari mata air menghasilkan air dengan volume 1200 liter per jam. Tentukan jumlah debit air yang dikeluarkan oleh pipa air setiap menit.

Diskusi

Dikenal:

Volume (V) = 1200 Liter
Waktu
mejakelas.com

Berita Terkait

Bagaimana Cara Membuat Media Pembelajaran Interaktif? Begini Penjelasannya
Bagaimana Pembelajaran Yang Sesuai Dengan Tahap Perkembangan Siswa SD Menurut Piaget?
Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka
Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka
Dalam Rantai Makanan Tumbuhan Hijau Berfungsi Sebagai…..
Contoh Soal IPA Kelas 8 SMP MTs Kurikulum Merdeka Bab 2 Struktur dan Fungsi Tubuh Makhluk Hidup
Materi Biologi Kelas 11 Kurikulum Merdeka Lengkap
20 Soal Matematika Kelas 4 Semester 2 Kurikulum Merdeka
Berita ini 0 kali dibaca

Berita Terkait

Kamis, 11 Juli 2024 - 21:23 WIB

Bagaimana Cara Membuat Media Pembelajaran Interaktif? Begini Penjelasannya

Sabtu, 6 Juli 2024 - 17:04 WIB

Bagaimana Pembelajaran Yang Sesuai Dengan Tahap Perkembangan Siswa SD Menurut Piaget?

Kamis, 27 Juni 2024 - 11:03 WIB

Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka

Rabu, 26 Juni 2024 - 20:15 WIB

Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka

Senin, 24 Juni 2024 - 16:11 WIB

Dalam Rantai Makanan Tumbuhan Hijau Berfungsi Sebagai…..

Berita Terbaru