BAB II PRESSURE DROP.doc

BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Dasar teori II.1.1 Pengertian Pressure Drop Pressure drop merupakan istilah yang digunakan untuk mendeskripsikan penurunan tekanan dari satu titik didalamsistem (misalnya aliran didalam pipa) ke titik yang lain yang mempunyai tekanan lebih rendah. Pressure drop juga merupakan hasil dari gaya-gaya friksi terhadap fluida yang mengalir didalam pipa, yang disebabkan oleh tahanan fluida untuk mengalir (Geankoplis C. J., 1997). Pressure drop didefinisikan sebagai perbedaan tekanan antara dua titik dari jaringan pembawa cairan. Pressure drop terjadi dengangesekan kekuatan, yang disebabkan oleh resistensi terhadap aliran, pada fluida yang mengalir melalui tabung. Penentu utama resistensi

terhadap

aliran

fluida

adalah

cairan kecepatan melalui

pipa

dan

cairan viskositas. Pressure drop meningkat sebanding dengan gesekan gaya geser dalam jaringan pipa. Sebuah jaringan pipa yang mengandung kekasaran relatif tinggi serta banyak pipa fitting dan sendi, konvergensi tabung, divergensi, ternyata, kekasaran permukaan dan sifat fisik lainnya akan mempengaruhi penurunan tekanan. Kecepatan tinggi aliran dan /atau viskositas fluida tinggi menghasilkan penurunan tekanan yang lebih besar di bagian pipa atau katup atau siku. Kecepatan rendah akan menghasilkan lebih rendah atau tidak ada penurunan tekanan (wikipedia, 2013). Suatu fluida dapat mengalir melalui pipa dengan cara yang berbeda–beda, ketika suatu fluida mengalir dalam pipa silinder dan velositasnya diukur pada jarak yang berbeda dari dinding pipa ke pusat pipa, ini telah ditunjukkan bahwa keduanya beraliran laminer dan turbulen. Dimana fluida dalam pusat itu berpindah lebih cepat daripada fluida yang dekat dengan dinding. Dalam sejumlah aplikasi teknik, hubungan antara velositas ratarata(Vav) dalam pipa dan velositas maksimum(Vmax) itu sangat bergantung, karena dalam beberapa masalah hanya Vmax pada titik pusat pipa yang diukur. Selanjutnya hanya pengukuran satu titik hubungan antara Vmax dan Vav ini dapat digunakan untuk menetapkan Vav. Velositas rata-rata itu lima kali velositas maksimum pada pusat pipa dimana ini diberikan oleh kesetimbangan momentum shell untuk aliran laminer. Sedangkan untuk aliran turbulen, velositas rata-ratanya itu delapan kali velositas maksimum. (Geankoplis C. J., 1997)

II-1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pressure drop merupakan hasil dari gaya-gaya terhadap fluida yang mengalir didalam pipa, yang disebabkan oleh tahanan fluida yang mengalir.

Gambar II.1.1 Penurunan tekanan yang terjadi pada pipa Gambar diatas berdasrkan prinsip bernouli : Δ E dalam + Δ E kinetik + Δ E Potensial +ΔE tekan = 0 Persamaan pressure drop atau pressure loss karena friksi menurut hagen poiseuille untuk aliran laminar didalam pipa horizontal adalah sebagai berikut : •

Tekanan pada pipa 1

•

Tekanan pada pipa 2

Dimana : = perbedaan tekanan dari titik 1 ke titik 2 (N/m2) = densitas fluida (gr/ml) = gravitasi (m/s2) = ketinggian fluida h1 dan h2 (m) Ketika suatu fluida mengalir dalam pipa silinder dan velositasnya diukur pada jarak yang berbeda dari dinding pipa ke pusat pipa, ini telah ditunjukkan bahwa keduanya beraliran laminer dan turbulen. Dimana fluida dalam pusat itu berpindah lebih cepat daripada fluida yang dekat dengan dinding (Geankoplis C. J., 1997). Jika fluida mengalir dalam pipa, belokan-belokan (elbow), katup-katup (valves) dan tee, maka akan terjadi hambatan. Hambatan tersebut akan mengurangi tekanan, terutama II-2

Laboratorium Operasi Teknik Kimia I Program Studi D3 Teknik Kimia FTI - ITS

BAB II TINJAUAN PUSTAKA disebabkan gesekan antara aliran dan dinding dalam yang dilewati fluida tersebut dan akibat terjadinya turbulensi dari fluida tersebut. Sebab-sebab terjadinya pressure drop (penurunan tekanan dalam pipa) antara lain adalah : 1. Diameter pipa yang dilewati fluida sangat kecil. 2. Suhu fluida sangat tinggi. 3. Panjang pipa yang terlalu besar. 4. Velositas massa fluida yang terlalu besar. (Geankoplis C. J., 1997)

II.1.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pressure Drop Adapun hal-hal yang mempengaruhi pressure drop (∆P) antara lain adalah : -

Diameter pipa (D) Semakin besar diameter pipa, maka semakin kecil penurunan tekanannya (pressure dropnya)

-

Berat molekul fluida yang mengalir (M) Semakin besar berat molekul fluida yang mengalir, maka semakin kecil presure dropnya

-

Faktor friksi (f) Semakin besar faktor friksinya, maka semakin besar pula pressure dropnya(∆P).

-

Panjang pipa((∆L) Semakin besar panjang suatu pipa, maka semakin besar pula pressure dropnya.

-

Suhu aliran (T) Semakin besar suhu suatu aliran, maka semakin besar pula pressure dropnya

-

Velositas massa aliran (G) Semakin besar velositas massa aliran suatu aliran fluida, maka semakin besar pula pressure dropnya..

Hal ini sesuai dengan rumus : (p12-p22) = 4 f

∆LG 2 RT DM

(Geankoplis C. J., 1997)


II-3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1.3

Pengertian Friksi Gaya gesek (Friksi) adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah

kecenderungan benda akan bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah benda bersentuhan. Benda-benda yang dimaksud di sini tidak harus berbentuk padat, melainkan dapat pula berbentuk cair, ataupun gas. Gaya gesek antara dua buah benda padat misalnya adalah gaya gesek statis dan kinetis, sedangkan gaya antara benda padat dan cairan serta gas adalah gaya Stokes. (wikipedia, 2013) II.1.3.1 Friksi Pada Pipa lurus Friksi Pada Pipa lurus dan head loss Akibat adanya gesekan antar fluida dan dinding fluida dalam aliran fluida, maka akan terjadi kehilangan energy (Head loss). Head loss pada pipa horizontal dapat dihitung dengan persamaan friksi fanning berikut :

Dimana : = faktor friksi fanning = panjang pipa (m) = kecepatan aliran (m/s2) = diameter pipa (m) (Geankoplis, 1997)

Gambar II.1.2 Gambar Friksi Pada Pipa Lurus Frictional Losses in mechanical energy balance equation

II-4


BAB II TINJAUAN PUSTAKA Friction loss dari gesekan pada pipa lurus (fanning friction), expansion loss, contraction loss dan kerugian dalam pemasangan sambungan dan katup semuanya dimasukkan pada persamaan

F berikut :

Jika semua kecepatan v1,v2 dan v2 semuanya sama, dari persamaan diatas menjadi bentuk yang lebih sederhana yaitu :

Dimana : = jumlah friksi = perbedaan panjang pipa (Geankoplis C. J., 1997)

II.1.3.2 Friction loss pada Ekspansi, kontraksi, dan pipa sambungan Gesekan pada dinding pipa yang mengalir melalui pipa lurus dihitung dengan menggunakan factor friksi. Namun jika kecepatan fluida mengalami perubahan arah dan besar, maka akan terjadi penambahan friction loss. Hal ini terjadi karena tambahan dari turbulensi karena vortisitas dan faktor lainnya. Metode untuk memperkirakan friction loss pada sambungan akan dibahas dibawah ini: 1. Sudden Enlargement losses Jika penampang pipa membesar secara bertahap, maka kerugian sangat sedikit atau mungkin tidak terjadi. Jika perubahan itu terjadi secara tiba-tiba, akan menimbulkan kerugian tambahn karena pusaran dibentuk oleh jet expansi di bagian yang diperbasar.


II-5


Gambar II.1.3 Gambar Friksi Sudden Enlargement Losses Friction loss dapat dihitung dengan cara berikut untuk aliran turbulen :

Keterangan : = friction loss dalam (J/kg) = koefisien expansion loss = (1-A1/A2)2 = kecepatan masuk pada area yang lebih kecil (m/s) = kecepatan downstream (m/s) = 1 untuk aliran turbulen, ½ untuk aliran laminer (Geankoplis, 1997) 2. Sudden Contaction Losses

Ketika penampang dari pipa mengecil secara tiba-tiba, aliran tidak dapat mengikuti sekitar sudut yang tajam, dan friction loss bertambah karena terjadi pusaran.(Geankoplis, 1997)

Gambar II.1.4 Gambar Friksi Sudden Contraction Losses Persamaan untuk aliran turbulen : II-6



Keterangan : = friction loss = 1 untuk aliran turbulen, ½ untul aliran laminer = kecepatan rata-rata pada daerah yang lebih kecil atau downstream = koefisien kontraksi-loss (P1) = 0.55(1-A 2/A1)2 untuk english unit bagian kanan dibagi dengan faktor gc. (Geankoplis C. J., 1997) II.1.3.3 Losses in Fitting and valves Sambungan pipa dan katup juga mengganggu jalur aliran dalam pipa yang menyebabkan friction loss bertambah. Dalam sebuah pipa pendek dengan banyak sambungan, friction loss akan lebih besar daripada pipa lurus. Friction loss untuk sambungan dan katup diberikan sebagai berikut :

Dimana: adalah friction loss coefficient dari sambungan dan valve, v 1 adalah kecepatan rata-rata pada kepala pipa untuk sambungan (Geankoplis C. J., 1997).

Type of fitting or valve

Frictional Loss, Kf

Elbow , 450 0,35 0 Elbow , 90 0,75 Tee 1 Return Bend 1,5 Coupling 0,04 Union 0,04 Gate Valve 0,17 Wide Open 4,5 Half Open Globe Valve Laboratorium Operasi Teknik Kimia I Program Studi D3 Teknik Kimia FTI - ITS

Frictional Loss, Equivalent Length of Straight Pipe in Pipe Diameters, L/D 17 35 50 75 2 2 9 225 II-7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Wide Open Half Open Angle valve, wide open Check Valve Ball Swing Water Meter, disk

6 9,5 2

300 475 100

70 2 7 Tabel II.1.1 Friction loss fitting

3500 100 350

(Geankoplis C. J., 1997)

II.1.4 Macam-Macam Rumus Faktor Friksi Selama tahun-tahun terakhir sejak diagram moody, persamaan yang paling banyak digunakan untuk perhitungan faktor friksi adalah sebagai berikut: 1. Colebrook-white (1939) Persamaan ini berlaku untuk Nre> 4000.

Dimana : D

= Diameter pipa (m)

= Kekerasan pipa (m) Nre = Bilangan Reynold

)

2. Wood (1966)

Persamaan ini berlaku untuk NRe>10000 dan 10-5<

<0.04

Dimana :

3. Swamee and Jain (1976) Swamee dan jain mengusulkan persamaan yang mencakup rentang Nre dari 5000 sampai 107 dan hasil dari

II-8

diantara 0.00004 dan 0.05.



Dimana : D

= Diameter pipa (m)


)

4. Churchill (1977) Churchill menyatakan bahwa persamaannya mencakup untuk semua nilai Nre dan

Dimana :

Dimana: D = diameter pipa (ft) ε = kekasaran pipa (ft) Nre = bilangan reynold

5. Chen (1979) Chen juga menyatakan persamaan untuk factor friksi mencakup semua range dari R dan k/D

Dimana : D

= Diameter pipa (m)

= Kekerasan pipa (m) Laboratorium Operasi Teknik Kimia I Program Studi D3 Teknik Kimia FTI - ITS

II-9

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Nre = Bilangan Reynold

)

6. Von Karman (1979) Dimana : D

= Diameter pipa (m)


)

(McCabe, 1993) 7. Blasius (1981)

Persamaan diatas berdasarkan 3000

)

8. Zigrang dan Sylvester (1982)

Untuk Aliran turbulen yaitu bilangan Reynold lebih dari 4000 sampai 108 dan lebih dari 0,00004-0,5

Dimana : D = Diameter pipa (m)

= Kekerasan pipa (m) Nre = Bilangan Reynold 9.

)

Haaland (1983) Persamaan ini berlaku untuk nilai Nre ≤ 2300 dan ≥4000

f= Dimana : D = Diameter pipa (m)

II-10


BAB II TINJAUAN PUSTAKA = Kekerasan pipa (m) Nre = Bilangan Reynold

)

10. Manadilli (1997) Menyatakan persamaan ini berlaku untuk Nre berkisar antara 5235 sampai 108 dan untuk nilai setiap

/D.

II.1.5 Perhitungan Friksi pada Aliran Laminer, Transisi dan Turbulen a. Aliran Laminer Untuk fluida yang beraliran laminer dalam pipa tegangan pada fluida Newton dapat ditulis dalam persamaan faktor friksi Fanning sebagai berikut :

(McCabe, 1993)

b. Aliran Transisi Untuk bilangan reynold diatas 2100 dan dibawah 4000, maka faktor friksi dihitung dengan menggunakan persamaan :

c. Aliran Turbulen Pada aliran turbulen seperti aliran laminer, faktor friksi juga tergantung pada bilangan reynold. Bagaimanapun, tidak mungkin untuk diprediksi secara teori faktor friksi Fanning untuk aliran turbulen seperti yang dilakukan pada aliran laminer. Faktor friksi harus ditemukan dengan melakukan percobaan dan itu tidak hanya tergantung pada bilangan Reynold tetapi juga pada kekasaran permukaan pipa. Laboratorium Operasi Teknik Kimia I Program Studi D3 Teknik Kimia FTI - ITS

II-11

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Untuk aliran turbulen yaitu bilangan Reynold diatas 4000 sampai 105 dapat dihitung menurut persamaan Blasius :

d. Penurunan tekanan dan faktor friksi dalam aliran gas Persamaan dan metode dibahas untuk aliran turbuent dalam pipa untuk aliran incompressible. Pipa tersebut juga bisa untuk udara jika density (atau tekanan) berubah kurang dari 10%. Kemudian density rata – rata, ρav in kg/m3, digunakan dan kesalahan yang terjadi akan kurang dari batas ketidaktentuan dalam faktor friksi f. Untuk gas, persamaan untuk aliran laminer dan turbulent : (P1 – P2)f =

4 f∆LG 2 D 2 ρAV

dimana ρAV = (P1 + P2) / 2. Juga, Nre menggunakan DG/µ, dimana G adalah kg/m2 dan konstan berdiri sendiri dari density dan velocity untuk gas. P12 – P22 =

P12 – P22 =

4 f∆LG 2 RT DM

4 f∆LG 2 RT gc.DM

(SI)

(English)

Dimana : R = 8314,3 J/kg mol K atau 1545,3 ft. lbf/lb mol°R M = berat molekular. Asal dari persamaan diatas digunakan hanya untuk soal gas dimana tekanan relatif berubah cukup kecil sehingga perubahan besar dalam velocity tidak dapat diabaikan, karena penting. Untuk perubahan tekanan diatas sekitar 10%, aliran bertekanan terjadi. Dalam aliran adiabatic di pipa seragam, velocity di dalam pipa tidak dapat melebihi velocity suara (Geankoplis C. J., 1997) II.1.6 Diagram Moody Diagram moody merupakan representasi klasik dari perilaku fluida Newtonian. Di industry

digunakan

untuk

memprediksi

losses

dari

aliran

aliran

fluida.

Diagram moody dibagi menjadi dua aturan aliran yaitu laminar dan turbulen. Untuk aturan aliran laminar faktor gesek darcy weisbach ditentukan oleh poiseuille analitis. Untuk II-12


BAB II TINJAUAN PUSTAKA aturan aliran turbulen hubungan antara faktor gesekan dan bilangan reynold lebih kompleks dan diatur oleh persamaan Colebrook. Pada tahun 1944 LF Moody mengeplot data dari persamaan cloebrook dan diagram ini sekarang dikenal dengan moody chart atau diagram faktor friksi, yang membantu pengguna untuk mengeplot bilangan reynold dan kekasaran relative dinding pipa dan untuk menetapkan nilai akurat dari faktor friksi untuk kondisi turbulen. Diagram moody juga mendukung penggunaan faktor friksi darcyweisbach dan membantu pengembangan kalkulator head loss untuk aliran fluida didalam pipa dan saluran terbuka. Sedangkan untuk faktor friksi fanning 4 kali faktor friksi darcy weisbach.

Gambar II.4 Diagram moody Darcy friction (henrynasution, 2012)

II.1.7 Hubungan Kekasaran Pipa dengan Friksi


II-13

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Friksi adalah besaran yang berlawanan arah dengan kelajuan. Friksi mengakibatkan kelajuan sebuah objek berkurang. Besarnya hambatan aliran karena gesekan sangat tergantung dari kekasaran dinding pipa. Dari hasil berbagai percobaan diketahui bahwa makin kasar dinding pipa makin besar terjadinya penurunan /kehilangan tekanan aliran. Jenis gesekan ini dikenal dengan dengan gesekan aliran dan besarnya tahanan itu sendiri di ukur dengan koefisien gesekan,f.

Material Riveted steel Concrete Ductile iron Wood stave Galvanized iron Cast iron – asphalt dipped Cast iron uncoated Carbon steel or wrought iron Stainless steel Fiberglass Drawn tubing – glass, brass, plastic Copper Aluminium PVC Red brass

II-14

Absolute roughness (in x 10-3) 36-360 12-120 102 3,6 6 4,8 10 1,8 1,8 0,2 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06

Absolute roughness (micron or m x 10-6) 915-9150 305-3050 2591 7,2 152 122 254 45 45 5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Tabel II.1.2 Tabel kekasaran pipa (ε) Laboratorium Operasi Teknik Kimia I Program Studi D3 Teknik Kimia FTI - ITS


II.1.9 Deskripsi Alat didalam Laboratorium

Gambar II.5 Alat Pressure Drop di laboratorium

1. Manometer (M1-M12) Manometer adalah suatu alat pengukur tekanan yang menggunakan kolom cairan untuk mengukur perbedaan tekanan antara suatu titik tertentu dengan tekanan atmosfer (tekanan terukur), atau perbedaan tekanan antara dua titik. Manometer adalah alat yang dugunakan secara luas pada audit energi untuk mengukur perbedaan tekanan di dua titik yang berlawanan. Jenis manometer tertua adalah manometer kolom cairan. Versi manometer sederhana kolom cairan adalah bentuk pipa U yang diisi cairan setengahnya(biasanya berisi minyak, air atau raksa) dimana pengukuran dilakukan pada satu sisi pipa, sementara tekanan (yang mungkin terjadi karena atmosfir) diterapkan pada tabung yang lainnya. Perbedaan ketinggian memperlihatkan tekanan yang diterapkan. (scribd, 2013)

2. Fitting •

Tee (T1-T20) Tee adalah pemasangan pipa yang paling umum. Ini tersedia dengan semua soket galur halus, semua soket las pelarut, atau dengan menentang soket las pelarut


II-15

BAB II TINJAUAN PUSTAKA dan outlet sisi dengan galur halus. Hal ini digunakan baik untuk menggabungkan atau membagi aliran fluida. Ini adalah jenis pemasangan pipa yang berbentuk T memiliki dua outlet, pada 90 ° untuk sambungan ke jalur utama. Ini adalah sepotong pendek pipa dengan outlet lateral. Tee A digunakan untuk menghubungkan pipa diameter yang berbeda atau untuk mengubah arah berjalan pipa. Mereka terbuat dari berbagai bahan dan tersedia dalam berbagai ukuran. Mereka banyak digunakan dalam jaringan pipa untuk mengangkut dua-fase campuran cairan (wikipedia, 2013)

Gambar II.1.7 Fitting Tee Paling umum adalah tee dengan inlet yang sama dan ukuran outlet. Beberapa tee industri adalah Tee Lurus, Tee reducer , Tee Cabang ganda, Tee Cabang ganda reducer, Tee Conical, Tee Cabang ganda Conical, Tee Bullhead, Tee Conical reducer, Tee Cabang ganda Conical reducer, Tee Tangensial, dan Tee Cabang ganda Tangensial . Tee atas dikategorikan berdasarkan bentuk dan struktur. Mereka juga dapat diklasifikasikan atas dasar aplikasi perlakuan. •

Globe Valve (GV1-GV18) Globe valve ini pada umumnya sama dengan gate valve namun valve ini harga pressure drop-nya tinggi dan direkomendasikan untuk pengaturan aliran fluida. (McCabe, 1993).

II-16



Gambar II.1.8 Globe Valve •

Union(U1-U15) Sebuah union mirip dengan kopling, kecuali itu dirancang untuk

memungkinkan pemutusan cepat dan nyaman dari pipa untuk pemeliharaan atau penggantian perlengkapan. Sementara kopling akan memerlukan baik pengelasan pelarut, solder atau mampu memutar dengan semua pipa yang berdekatan dengan kopling berulir, union menyediakan transisi yang sederhana, yang memungkinkan koneksi mudah atau pemutusan setiap saat. Sebuah pipa union standar dibuat dalam tiga bagian yang terdiri dari mur, pipa halus, pipa kasar (wikipedia, 2013)

Gambar II.1.9 Union •

Coupling Kopling yang menghubungkan dua pipa satu sama lain. Jika ukuran pipa tidak sama, pas dapat disebut kopling mengurangi atau peredam, atau adaptor. Dengan konvensi, istilah "expander" umumnya tidak digunakan untuk coupler yang meningkatkan ukuran pipa, sebaliknya "peredam" digunakan. (wikipedia, 2013)


II-17

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Gambar II.1.10 Coupling •

Elbow (E1-E12) Aliran suatu fluida saat di elbow menjadi lebih turbulen, karena hal itu akan cepat terjadi korosi dan erosi (wikipedia, 2013).

Gambar II.1.11 Elbow 900 3.

Pipa PVC Polivinil klorida (IUPAC: Poli(kloroetanadiol)), biasa disingkat PVC, adalah polimer termoplastik urutan ketiga dalam hal jumlah pemakaian di dunia, setelah polietilena dan polipropilena. Di seluruh dunia, lebih dari 50% PVC yang diproduksi dipakai dalam konstruksi. Sebagai bahan bangunan, PVC relatif murah, tahan lama, dan mudah dirangkai. PVC bisa dibuat lebih elastis dan fleksibel dengan menambahkan plasticizer, umumnya ftalat. PVC yang fleksibel umumnya dipakai sebagai bahan pakaian, perpipaan, atap, dan insulasi kabel listrik. Secara kasar, setengah produksi resin PVC dunia dijadikan pipa untuk berbagai keperluan perkotaan dan industri. Sifatnya yang ringan, kekuatan tinggi, dan reaktivitas rendah, menjadikannya cocok untuk berbagai keperluan. Pipa PVC juga bisa dicampur dengan berbagai larutan semen atau disatukan dengan pipa HDPE oleh panas,menciptakan sambungan permanen yang tahan kebocoran (wikipedia, 2013).

4. Pompa Pompa yang digunakan dalam laboratorium adalah pompa sentrifugal. Salah satu jenis pompa pemindah non positip adalah pompa sentrifugal yang prinsip kerjanya mengubah energi kinetis (kecepatan) cairan menjadi energi potensial II-18


BAB II TINJAUAN PUSTAKA (dinamis)

melalui

suatu

impeller

yang berputar

dalam

casing.

Pompa

Sentrifugal digunakan untuk memberikan atau menambah kecepatan pada cairan dan merubahnya menjadi tinggi tekan (head).

Gambar II.1.12 Pompa Sentrifugal •

Centrifugal pump Gaya centrifugal yang dihasilkan oleh alat ini akan melempar cairan yang ada ke dinding pompa (casing), sehingga zat cair memiliki tenaga kinetik. Tenaga ini diubah menjadi tenaga tekan sewaktu zat cair meninggalkan impeller. Pompa centrifugal banyak digunakan di dalam industri karena : •

Perencanaan mudah.

•

Harganya relatif murah.

•

Pemakaian flexible.

•

Pemeliharaan mudah.

Kapasitas pompa ini bisa dengan kapasitas kecil (1 / jam) dengan head kecil sampai mencapai 700.000 Gpm dengan head 319 ft. Prinsip kerja centrifugal pump : - Centrifugal pump terdiri dari impeller (sudu) berputar pada suatu “as” (poros). - Fluida masuk pompa pada pusat impeller dan dilemparkeluar dengan gaya sentrifugal. Gaya sentrifugal yang dihasilkan akan melempar cairan yang ada ke dinding pompa (casing), sehingga zat cair memiliki tenaga kinetik. Tenaga ini dirubah menjadi tenaga tekan sewaktu zat cair meninggalkan impeller. Berdasarkan design bentuk impeller maka pompa sentrifugal mempunyai beberapa type, yaitu: 1. Radial type C.P Laboratorium Operasi Teknik Kimia I Program Studi D3 Teknik Kimia FTI - ITS

II-19

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2. Turbine pump (mixed flow C.P) 3. Propeller pump.

Proses kavitasi Bila pompa sentrifugal beroperasi pada kapasitas yang besar maka tekanan zat cair pada ujung sudu akan menurun. Apabila tekanan tersebut lebih rendah dari tekanan uap zat zat cairnya (head) akan menyebabkan zat cairnya menguap dan membentuk butir – butir air (bubles). Sewaktu butir – butir ini memasuki sudu, tekanannya akan naik, sampai butiran tersebut pecah dan membuat suara bising proses tersebut disebut dengan kavitasi. Proses ini dapat merusak performance atau unjuk kerja dari pompa yang akan menyebabkan pompa akan menjadi rusak. Prose ini dapat dihindarkan dengan cara menurunkan kapasitas pemompaan dan memperbaiki kondisi suction pompanya.

II.2 Aplikasi Industri STUDI EKSPERIMENTAL ORIFICE FLOW METER DENGAN VARIASI TEBAL DAN POSISI ENGUKURAN BEDA TEKANAN ALIRAN MELINTAS ORIFICE PLATE Wayan Nata Septiadi Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana Kampus Bukit Bali Orifice plate flow merupakan flowmeter merupakan salah satu flowmeter berbasis bada tekanan (pressure differential) yang sangat banyak digunakan karena design dan cara pengukurannya yang sederhana. Dalam hal ini ada beberapa masalah yang akan diuji< yaitu pengaruh tebal plat orifice terhadap distribusi tekanan sepanjang aliran, variasi nilai II-20


BAB II TINJAUAN PUSTAKA discharge cofficient, dan non recoverable pressure drop yang terjadi dan mengetahu pengaruh posisi pengukuran beda tekanan terhadap distribusi tekanan sepanjang aliran, variasi nilai discharge cofficient dan non recoverable pressure drp yang terjadi. Pengujian Orifice Plate telah dilakukan dengan menggunakan plat orifis dibuat dengan memberikan sedikit bevel pada bagian sisi masuknya dengan rasio diameter (β)=0,5:0,6:0,7 dengan tebal orifis 10 mm dan 20 mm. Pengujian dilakukan dengan rentang kapasitas aliran yang memiliki bilangan reynold ±9333,33 sampai ± 28.000. Pengujian dilakukan dengan air melintas plat orifis. Kapasitas aktual dari orifice flow meter dapat dihitung dengan menggunakan persamaan kontinuitas dan persamaan bernauli yang dimodifikasi. Hasil penelitian menunjukkan prosentase irrecoveable pressure drop semakin menurun jika kapasitas aliran air semakin besar. Pada tebal 1 mm diameter 0,7 mm irrecoverable pressure drop terhadap maximum pressure drop mencapai nilai yang cukup rendah yaitu kurang dari 40% pada bilangan renold 13.000. Cd untuk Nilai ini merupakan tren dari nilai nozzle. Posisi pengukuran yang mendekati teoritisadalah yang menggunakan posisi D-o. dengan rentang kapasitas aliran yang memiliki bilangan reynold ±9333,33 sampai ± 28.000. Pengujian dilakukan dengan air melintas plat orifis. Kapasitas aktual dari orifice flow meter dapat dihitung dengan menggunakan persamaan kontinuitas dan persamaan bernauli yang dimodifikasi. Hasil penelitian menunjukkan prosentase irrecoveable pressure drop semakin menurun jika kapasitas aliran air semakin besar.


II-21


II-22


BAB II PRESSURE DROP.doc

Recommend Documents