BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Setiap hari kita selalu berhubungan berhubungan dengan dengan fluida, hampir tanpa sadar banyak gejala alam yang indah dan menakjubkan, seperti bukitbukit pasir dan ngarai-ngarai yang dalam, terjadi t erjadi akibat gaya-gaya yang ditimbulkan oleh aliran udara atau air serta perilaku aliran fluida itu ketika menjumpai halangan. Fluida adalah suatu zat yang terus menerus berubah bentuk apabila mengalami tekanan geser, dengan kata lain yang dikategorikan sebagai fluida adalah suatu zat yang tidak mampu menahan tekanan geser tanpa berubah bentuk. Pipa air, baik yang dialiri air bersih maupun air limbah sama sekali bukan barang yang aneh. Boleh jadi kita sadar bahwa pipa air minum, misalnya, harus mempunyai diameter yang lebih besar dari suatu harga minimum agar aliran air di kran-kran dapat mencukupi kebutuhan. Kita mungkin terbiasa dengan benturan antara air dan pipa ketika kran air ditutup secara tiba-tiba. Putaran air yang kita lihat ketika air dalam bak bak mandi dikeluarkan dikeluarkan melalui lubang pembuangannya, pa pada da dasarnya sama dengan pusaran pusaran tornado atau pusaran air di balik jembatan. Radiator Radiator air atau uap panas panas untuk memanaskan rumah dan radiator pendingin dalam sebuah mobil bergantung pada aliran fluida agar dapat memindahkan pans secara efektif. Hambatan aerodinamik bilamana kita sedang berjalan atau berkendara menentang angin yang cukup kencang. Kalau kita sedang mengayuh perahu terasa bahwa kita harus mengayuh lebih keras lagi agar melaju lebih cepat, bukan hanya untuk mempercepat laju perahu tapi juga untuk mempertahankan kecepatan yang tinggi. Pakar fisiologipun berkepentingan dengan konsep-konsep mekanika fluida. Jantung adalah sebuah pompa yang mendorong sebuah fluida ( darah ) melalui sebuah system pipa ( pembuluh – pembuluh darah ). Pendek kata kita selalu berurusan dengan fluida baik yang diam maupun yang bergerak.
Kemajuan yang dicapai selama abad ini meliputi studi – –studi baik secara analitik, numeric (computer), maupun eksperimen tentang aliran dan pengendalian lapisan batas, struktur turbelensi, kemantapan aliran, aliran multiphase, pemindahan panas dari fluida yang mengalir serta banyak masalah dan penerapannya.
B. Tujuan Tujuan dari praktikum ini yaitu : 1. Praktikan dapat dapat meleng melengkapi kapi teori-teori yang yang telah diberikan pada pada saat kuliah maupun membaca buku-buku yang berkaitan dengan Fluida sehingga dapat mengerti dengan jelas dan lebih lebih mengetahui tentang sifat-sifat aliran fluida, terutama antara perubahan tekanan dan debit aliran dalam pipa. Hal tersebut terjadi karena perubahan tekanan aliran air yang terjadi berhubungan erat dengan perubahan tekanan masuk pipa, kecepatan aliran dan hambatan dalam pipa. Umumnya fluida yang mengalir dalam pipa akan mengalami penurunan tekanan, penurunan tekanan ini disebut juga kerugian tekanan. 2. Sebagai syarat menempuh mata k kuliah uliah “Praktikum Fenomena Dasar Mesin” yang sesuai dengan kurikulum yang ada di Jurusan Teknik Mesin Sekolah Tinggi Teknologi Nasional.
BAB II LANDASAN TEORI
A. FLUID FRICTION APARATUS ( SISTEM SISTEM MODEL MF 101 ) Alat ini terdiri dari 4 (empat) buah pipa yaitu nomor : 1 – 4, Pompa dengan motor listrik (5), Tangki penampung air (6a dan 6b), sejumlah katup dan fitting, alat pengukur aliran (7,8,9a dan 9b), lubang-lubang pengukur tekanan (22 – 41) dan alat pengukur tekanan (42 dan 43). Empat buah pipa tersebut terbuat dari baja dengan ukuran :
Ukuran Nominal
Diameter Luar
Diameter Dalam
1¼“
42,1 mm
37 mm
1“
33 mm
27,2 mm
¾“
26,7 mm
22,8 mm
½“
21,5 mm
16,9 mm
Katup-katup (10 s/d 19), fitting tertentu dan tanki dapat dihubungkan satu sama lain dengan kombinasi-kombinasi katup yang lain sedemikian rupa sehingga jalur aliran dapat terhubung seperti yang dikehendaki. Masing-masing sirkuit dapat dibuat sebagai sirkuit terbuka atau tertutup. Pengukuran tekanan atas perbedaan tekanan dilakukan dengan dua pasang Manometer Diferensial (42 dan 43) yang terpasang pada satu kerangka. Lubang-lubang pengukuran ditempatkan pada ujung masing-masing pipa, yaitu lubang-lubang (22 – 30), (23 – 31), (24 – 32), dan ( 25 – 33), panjang 5 ft, ft , sedang kalau diperlukan tersedia pula lubang pengukuran di tengah pipa, yaitu lubang (22 – 26), (23 – 27), (24 – 28) dan (25 – 29), panjang pipa 3 ft. Untuk katup 15,16,T20 dan Elbow 21 tersedia pula lubang pengukuran untuk mengukur penurunan penurunan tekanan pada fitting ini. Demikian pula untuk Orifice meter dan Venturi meter tersedia pula lubang-lubang pengukurannya.
Katup 44 dan 45 digunakan untuk mengatur sirkuit sesuai yang dikehendaki, sirkuit terbuka atau sirkuit tertutup. Tangki 47 dibuat dari bahan transparan.
1. Umum Peralatan ini dirancang untuk mempelajari sifat-sifat aliran fluida tak mampu mampat (incrompressible flow )di dalam pipa. Melalui percobaan ini, akan diketahui sifat-sifat aliran fluida, terutama hubungan antara perubahan tekanan dengan debit aliran fluida yang terjadi berhubungan erat dengan perubahan tekanan masuk pipa, kecepatan aliran dan hambatan aliran. Umumnya fluida yang mengalir di dalam pipa akan mengalami penurunan tekanan.Penurunan tekanan ini disebut juga kerugian tekanan (pressure losses).
2. Sifat-sifat Alami Fluida Sifat-sifat fisis fluida meliputi: tekanan, temperatur, kerapatan (dencity) dan viskositas. Tekanan fluida dapat dinyatakan dalam satuan panjang kolom air atau dalam gaya per satuan luas. Temperatur umumnya dinyatakan dalam skala Fahrenheit atau Celcius. Kerapatan atau dencity sering dinyatakan dalam lb/ft atau kg/m3. Viskositas merupakan sifat fluida yang menyebabkan tahanan aliran fluida sehingga timbul gaya geser didalam fluida itu sendiri. Viskositas absolut ( ) merupakan perbandingan tegangan geser dengan laju pergeseran yang terjadi. Perubahan temperatur fluida mempunyai pengaruh besar tehadap viskositas fluida, sedang perubahan tekanan mempunyai pegaruh relatif kecil terhadap viskositas fluida. Gaya yang dibutuhkan untuk mengatasi tahanan geser antara sebuah plat diam dengan plat penggerak, di mana kedua plat tersebut dipisahkan oleh lapisan tipis fluida, merupakan fungsi terhadap koefisien viskositas absolut, luas bidang geser, kecepatan relatif antara kedua plat dan berbanding terbalik dengan tebal lapisan fluida.
Gambar 2 : Dua plat dipisahkan oleh lapisan fluida
Pada gambar di atas, plat 1 diam, plat 2 bergerak dan ada lapisan fluida 3. bila tidak ada gerakan relatif, antara kedua plat, sedang fluida bersinggungan atau kontak dengan kedua plat, maka tidak akan timbul pergeseran molekul- molekul fluida, sehingga tidak ada gaya geser pada molekul-molekul fluida. Bila plat 1 diam plat 2 bergerak dengan kecepatan V, maka:
= ∙ ∙
dimana :
=
F =
gaya geser
A =
luas bidang geser
v =
kecepatan relative antara plat 1 dan 3
d =
tebal lapisan fluida
µ =
viskositas absolut
Bila sifat-sifat fisik fluida mengalami perubahan, maka kandungan energi fluida tersebut akan mengalami perubahan juga. Sebagai contoh bila tekanan atau temperatur atau keduanya naik maka kandungan energinya juga akan naik. Bila tekanan dan temperatur turun, misalnya: dalam kasus pembentukan kerja fluida, maka kandungan energi yang dapat dikonversi menjadi kerja akan turun. Energi dapat dibedakan : a.
b. c.
Energi potensial : merupakan energi yang dimiliki fluida yang besarnya tergantung pada tinggi fluida terhadap daerah acuan yang telah ditentukan. Energi kinetik : merupakan energi dinamik yang dihasilkan fluida karena adanya gerakan fluida tersebut. Energi tekanan : merupakan energi yang timbul karena adanya tekanan statik.
3. Pertimbangan Spesifik Aliran Fluida Tak Mampu Mampat Melalui Saluran Terbuka, Pipa-pipa dan Fittings. Pada aliran fluida tak mampu mampat, biasanya diambil asumsi bahwa kerapatan, viskositas dan temperatur tidak mengalami perubahan sehingga berat spesifiknya konstan. Untuk diameter dan panjang pipa tertentu, kerugian tekanan di dalam pipa disebabkan adanya efek gesekan sebagai fungsi bilangan Reynolds. Bilangan Reynolds merupakan suatu besaran sebagai fungsi kerapatan fluida, viskositas dan kecepatan aliran fluida didalam pipa. Perubahan bialangan Reynolds akan menimbulkan perubahan yang besar terhadap variasi tekanan aliran. Bilangan Reynold didefinisikan sebagai perbandingan gaya-gaya inersia dengan gaya-gaya viskos fluida, dan secara matematis dinyatakan sebagai berikut :
= .. µ dimana : R
=
bilangan Reynolds
D
=
diameter dalam pipa
v
=
kecepatan aliran rata-rata
ρ
=
kerapatan fluida
µ
=
viskositas absolut
Setiap aliran fluida melalui pipa, atau saluran terbuka melalui sekeliling suatu obyek, akan senantiasa menimbulkan hambatan disebabkan gesekan antara fluida dan permukaan dalam pipa, alat saluran terbuka atau obyek yang besentuhan dengan aliran fluida. Gesekan ini menimbulkan kerugian energi mekanis yang menyebabkan penurunan tekanan sepanjang aliran fluida. Gesekan dan kerugian tekanan merupakan resultante dari hambatan viskos (viscous drag) dan turbulensi aliran. Bila aliran laminar, kerugian
energi disebabkan hambatan viskos, tetapi bila aliran turbulen kerugian energi disebabkan adanya turbulensi aliran. Ada suatu daerah aliran antara lairan laminar dan turbulen yang disebut aliran transisi.
Kerugian energi pada daerah aliran laminar dan turbulen merupakan fungsi bilangan Reynold. Diagram berikut ( gambar 3 DiagramMoody ), memperlihatkan hubungan bilangan Reynolds dengan faktor gesekan. Persamaan aliran Darcy-Weisbach : 2
L V h f f D 2 g ......................................................................
dimana : hf = kerugian tekanan karena aliran f = factor gesekan L = panjang pipa D = diameter dalam pipa V = kecepatan aliran g = percepatan gravitasi
(1)
Dari diagram dapat dilihat, pada daerah aliran laminar, bilangan Reynolds sangat berpengaruh terhadap faktor gesekan. Hubungan eksak antara koefisien gesekan dengan bilangan Reynold untuk aliran laminar di dalam pipa dapat dikembangkan dari persamaan Hagen-Foisseulle sebagai berikut :
h
32 LV f
2
D g
........................................................................... (2)
Dengan substitusi persamaan ( 2 ) ke persamaan ( 1 ), akan diperoleh :
h
f
32 2
=
LV
2
D V 2 Dg
64
=
D V 64 L
=
L
2
V
D 2 g
..............................................
(3a)
2
V
R D 2 g
...................................................... (3b)
Dengan membandingkan persamaan (3b) dengan persamaan Daroy-Weisbach (1), maka akan diperoleh aliran laminar : F=
64 R
.................................................................................
(4)
Persamaan ( 3b ) dan ( 4 ) telah diteliti lewat percobaan dan rumus tersebut berlaku pada harga bilangan Reynolds
2000.
Umumnya permukaan yang bersentuhan dengan aliran fluida agak kasar dan tidak beraturan. Hal itu dapat dilihat dengan mata atau menggunakan alat tertentu dan hal tersebut merupakan sifat alami bahan. Tingkat kekasaran permukaan dalam pipa dinyatakan dalam simbol
. Harga bervariasi dan tergantung jenis pipanya.
Pada gambar 3 diperlihatkan juga harga
untuk beberapa bahan.
Di muka telah diterangkan bahwa partikel fluida yang bergerak pada saluran akan mempunyai kecepatan yang tergantung pada jarak partikel tersebut ke dinding saluran.
Kecepatan partikel fluida akan bervariasi dari nol pada dinding saluran dan maksimum pada garis sumbu aliran saluran. Untuk aliran laminar, profil kecepatan melalui sebuah pipa dengan diameter tertentu akan menyerupai bentuk parabola seperti diperlihatkan pada gambar 4 di bawah.
Gambar 4 : Profil kecepatan aliran fluida laminar dalam pipa
Aliran laminar berlaku untuk bilangan Reynolds
2000 dan
pada saat bilangan Reynolds = 2000, disebut bilangan Reynolds Kritis (
Rcr
= 2000).
Gambar 5 : Profil kecepatan aliran fluida turbulen dalam pipa
Apabila bilangan Reynolds bertambah besar melebihi R , cr
maka aliran mulai berubah dan pada akhirnya membentuk aliran turbulen. Profil kecepatan fluida pada aliran turbulen cenderung rata ( lihat gambar 5 )
Dari grafik faktor gesekan dapat dilihat bahwa kecepatan aliran yang tinggi (bilangan Reynolds tinggi) tidak memberi pengaruh berarti terhadap faktor gesekan, sementara faktor gesekan untuk aliran laminar telah didefinisikan pada persamaan ( 4 ).
Gambar 6. Profil Kecepatan Aliran Laminar sublayer dan lapis batas turbulen pada dinding pipa dengan kekerasan
Gambar 6 memperlihatkan profil kecepatan laminar sublayer dan lapis batas turbulen pada pipa dengan permukaan dalam mempunyai kekasaran
. Dapat ditarik kesimpulan bahwa untuk
kecepatan aliran yang besar, bilangan Reynoldsnya tidak mempunyai pengaruh yang berarti terhadap faktor gesekan, tetapi dipengaruhi oleh kekasaran relatif ε / D.
4. Deskripsi Sistem Model MF 101 Fluid Circuit Peralatan ini pada dasarnya terdiri dari 4 (empat) buah pipa (gambar 1) yaitu : 1 sampai dengan 4, satu set pompa dan motor, dua buah tangki air 6a dan 6b, katub-katub dan fitting-fitting, alat ukur debit aliran 7, 8, 9a, dan 9b,titik-titik sensor tekanan (22 s/d 41) dan alat pengukur tekanan 42 dan 43, rangkaian pipa-pipa dan fitting-fitting dibuat dari bahan baja. Keempat pipa tersebut adalah : 1. Diameter nominal ½” 2. Diameter nominal ¾” 3. Diameter nominal 1”
4. Diameter nominal 1 ¼” Variasi kerapatan dan viskositas absolut air pada temperatur tertentu dapat dituliskan sebagai berikut : Temperatur
(ºF)
32
70
100
150
Kerapatan
(lb/ft3)
64,62
62,30
61,99
61,21
Viskositas abs
(lb/ft.s)
0,00121
0,00067
0,00045
0,00029
Katup-katup 10 s/d 19, fitting 20 dan 21 serta tangki air dapat diatur sedemikian rupa agar air mengalir lewat pipa tertentu ( yang diinginkan ). Ada kurang lebih 22 kemungkinan rangkaian aliran (seri, paralel, seri paralel ) yang dapat dibuat dengan alat di atas. Rangkaian tersebut dapat berupa rangkaian tertutup atau terbuka.
a. Rangkaian Tertutup Air dari tangki 6b dialirkan lewat rangkaina pipa dengan bantuan sebuah pompa, lalu air tersebuat dimasukan kembali ke dalam tangki air 6b. Dalam hal ini volume air dalam tangki air 6b hampir konstan. Untuk melakukan ini katup 45 dan 53 tertutup. b. Rangkaian Terbuka Air dari tangki air 6b dialirkan lewat rangkaian pipa dengan bantuan sebuah pompa, kemudian air tersebut tidak dimasukan kembali ke tangki 6b, melainkan dialirkan ke tangki air 6a. Jadi dalam hal ini volume air di dalam tangki air 6b berangsur-angsur berkurang. Untuk melakukan ini katup 44, 48, 50, 52 dan 53 tertutup ( katup bypass 48 boleh dibuka untuk mengurangi aliran lewat orifice dan venturi ). Alat pengukur debit aliran dapat berupa : -
Orifice ujungnya tajam ( sharp edge orifice ), 7
-
Venturi, 8
-
Sight Gauge, 9a dan 9b
Untuk mengukur tekanan pipa-pipa maupun fitting dilengkapi dengan tap tekanan dan dua buah manometer diferensial yang dipasang dalam satu wadah 42 dan 43. Tap-tap tekanan terdapat pada ke empat pipa, 22-30,
23-31, 24-32, dan 25-33. Ada juga tap tekanan dipasang pada pertengahan masing-masing pipa, 26-29. Katup 15, 16, T20, dan Elbow 21 juga dilengkapi dengan tap-tap tekanan sebagai sensor penurunan tekanan pada fitting-fitting terebut. Penurunan tekanan pada orifice 7 diamati dengan menggunakan tap 40 dan 41, dan dengan cara yang sama penurunan teklanan venturi 8 diamati dengan menggunakan tap 38 dan 39 yang dihubungkan dengan selang karet ke manometer diferensial. Katup 44 dan 45 digunakan untuk mengatur rangkaian aliran. Apakah aliran tertutup atau aliran terbuka sesuai keinginan. Tangki silinder 47 di buat dari bahan transparan.
5. Persiapan Percobaan. a. Ventilasi Sebuah lubang ventilasi ditempatkan pada bagian atas tangki air, agar udara yang terdapat didalam tangki air dapat keluar lewat lubang ventilasi tersebut. Udara didalam tangki juga dapat keluar lewat lubang sekeliling pipa yang terdapat pada bagian atas tangki air tersebut. b. Manometer Diferensial Vertikal Pada alat percobaan ini terdapat dua buah manometer diferensial vertikal. Bagian bawah masing-masing manometer dihubungkan dengan tap-tap tekanan yang akan diukur dengan menggunakan selang karet. Pada bagian atas manometer terdapat sekrup ventilasi untuk mengatur agar bagian atas kolom air manometer dapat berhubungan dengan tekanan atmosfer. c. Effisiensi Manometer Bila sistem model MF 101 Fluid Friction Apparatus ini tidak diopersikan untuk beberapa saat, ada kalanya udara luar akan masuk ke dalam pipa dan kolom air manometer. Apabila sistem hendak dioperasikan, terlebih dahulu udara tersebut harus dikeluarkan dari sistem agar tidak menggangu hasil pengamatan.
6. Petunjuk Pelaksanaan Percobaan 1. Katup 44 dan 52 sebaiknya dalam keadan tertutup sebelum pompa dimatikan. Katup 44 dan 52 juga sebaiknya tertutup sebelum pompa dihidupkan. Hal ini dimaksudkan agar udara tidak masuk lagi ke rangkaian di atas. 2. Pompa harus dalam posisi off saat selang karet dihubungkan antara bagian bawah manometer dengan tap tekanan. Pada alat ini semua tap tekanan sudah terhubunga dengan selang, pengaturan dilakukan dengan cara membuka katup kecil sesuai keinginan. Dan sebaliknya pompa dalam keadaan on saat mengatur variasi tinggi kolom air pada manometer. 3. Saat operasi normal akan terlihat gelombang kecil pada permukaan kolom air manometer. Diharapkan deviasi gelombang tersebut tidak lebih dari 0,25”. Gelombang ini disebabkan vibrasi atau turbulensi aliran dalam sistem. Cara pembacaan tinggi air pada kolom air manometer dianggap benar apabila pembacaan terletak ditengah posisi tertinggi dan terendah gelombang air terjadi. 4. Penurunan tekanan yang cukup besar pada orifice menyebabkan air dalam satu sisi manometer menjadi berlebihan. Dalam kaitan ini dibutuhkan latihan dalam penggunaaan alat agar tinggi permukaaan air dalam kolom air manometer tidak melampaui skala yang tersedia sehingga tidak terjadi aliran yang berlebihan. Untuk pengukuran tekanan kapasitas yang lebih besar dapat digunakan venturimeter. 5. Bila semua katup pada rangkaian sistem dalam keadan terbuka dan motor pompa dalam keadan on, gelombang air dapat terjadi yang menyebabkan aliran pada manometer berlebihan. Untuk mengatasi haltersebut, ditempuh dengan cara menutup sebagian katup 44 dan atau 52 sebelum motor dihidupkan. Setelah motor dihidupkan, katup 44 dan 52 dapat dibuka lebih besar sesuai keinginan. 6. Untuk mengatur laju aliran air di dalam sistem, dilakukan dengan mengatur pembukaan/ penutupan katup 44 dan atau 52. 7. Setelah itu dapat dibuat grafik hubungan antara debit aliran vs penurunan tekanan untuk orifice maupun venturi. Grafik ini dapat digunakan sebagai acuan untuk menentukan debit aliran pada sistem rangkaian tertutup.
7. Informasi Spesifikasi Dan Data Tambahan Pipa Baja
Ukuran Nominal 1 ¼’’ 1’’ 3/ 4
’’
1/ 2
’’
Orifice Venturi
Ø luar (D) 42,1 mm 33 mm 26,7 mm 21,5 mm 3,7 cm Ø sisi masuk 3,7 cm
Ø dalam(d) 3,7cm 2,72 cm 2,28 cm 1,69 cm 2,22 cm Ø leher (throat) 22,2 cm
Tangki air tidak boleh diisi melampaui kapasitas seperti yang ditunjukkan ada skala tangki, dan juga kapasitas tidak boleh kurang dari skala nol yang terdapat pada tangki. Ketika pompa dihidupkan, sebagian air dari tangki akan mengisi pipa-pipa yang terdapat pada sistem. Pompa: Kapasitas
: 42 liter/menit
Head
: 34 – 9 meter
Motor pompa : 220 V, 50 Hz, 2900 rpm, 1 phase Tangki air : Ada dua buah tangki air 6a dan 6b, Masing-masing mempunyai volume kira-kira : 70 liter, dimana setiap ketinggian 10 cm mempunyai volume 7,14 liter, tagki ini dilengkapi dengan ventilasi dan lubang pembuangan. Tangki 6a sebagai tangki penampung buangan pada aliran terbuka, sedangkan tangki 6b sebagai tangki penampung pada sirkulasi aliran tertutup.
8. Pecobaan-Percobaan
a. Pecobaan 1 : Sight Gauge 1. Sight gage terbuat dari pipa transparan dan ditempatkan berdiri di samping tangki air. Sihgt Gauge dilengkapi dengan pembagian skala yang menunjukkan volume air yang ada didalam tangki air. 2. Sight Gauge ini perlu dikalibrasi sebelum digunakan untuk mengukur tangki air. 3. Dapat dibuat grafik yang menyatakan hubungan kapasitas vswaktu. b. Percobaan 2 : Karakteristik Orifce Flow Meter. 1. Setelah tangki air diisi air (air dari tangki 6a) dan manometer siap digunakan, tutuplah katup-katup 44, 45, 48, 50, dan 53. katup-katup lain terbuka. Gunakan katup 45 sebagai pengontrol debit aliran ke tangki 6a (aliran terbuka). 2. Bukalah katup pada tap tekanan yang terhubung ke orificemeter (katup 40 dan 41). Hal ini untuk mengukur perbedaaan tekanan antara kedua tempat tersebut. 3. Hidupkan motor penggerak pompa dan buka katup 45 perlahan-lahan. 4. Catat penurunan debit aliran yan keluar dari tangki air 6b dalam interval waktu tertentu. Pada saat yang bersamaan catat perbedaan tinggi permukaan air pada manometer. 5. Ulangi cara-cara pengukuran di atas untuk beberapa posisi pengaturan katup 45. isi kembali tangki air 6b dari tangki 6a sebelum pengamatan/ pencatatan data lainnya dilanjutkan (atau jika air tangki 6b hampir habis). 6. Buat grafik yang mengambarkan hubungan penurunan tekanan antara tap 40 dan 41 (penurunan pada orifice) vs debit aliran. 7. grafik ini dapat digunakan sebagai acuan untuk menentukan debit aliran lewat orifice apabila penurunan
tekasnan pada orifice pada percobaan selanjutnya diketahui. 8. Hitung dan buat grafik yang menggambarkan hubungan antara debit nyata vs kerugian tekanan. c. Percobaan 3 : Karakteristik Venturi Flow Meter Ulangi prosedur seperti percobaan 2, kecuali pada percobaan ini, selang yang terhubung dengan salah satu manometer dipasang pada tap 38 dan 39 (Venture Flow Meter).Pemasangan ini dimaksudkan untuk mengukur perbedaan tekanan antara tap 38 dan 39. Dari grafik yang diperoleh dapat dilihat perbedaan karakteristik orifice dan venturi. d. Percobaan 4 : Fitting Pipa 1. Dari kerugian energi pada suatu fitting, tentukan panjang eqivalen pipa untuk diameter pipa yang sama. Gunakan venturi atau orifice sebagai alat ukur kapasitas aliran dan catat hasil pengamatan pada beberapa harga kapasitas aliran berbeda. 2. Lakukan perhitungan paling sedikit untuk tiga fitting dan katup-katup terbuka penuh. 3. Berdasarkan data yang diperoleh dari pengamatan dan dari perhitungan, terangkan dasar asumsi pengambilan panjang aqivalen pipa. e. Percobaan 5 : Faktor Gesekan 1. Tentukan gesekan f (tanpa satuan) untuk tiap pipa persamaan untu gesekan adalah :
ℎ = ∙ 2 ∙ dimana : h f
= kerugian gesekan
v
= kecepatan aliran
L
= panjang pipa
D
= diameter pipa
g
= percepatan gravitasi
2. Cek kembali harga f yang diperoleh dari rumus di atas dengan grafik standar (diagram moody), yang menggunakan bilangan, Reynolds, kekasaran relatif dan diameter dalam pipa. f.
Percobaan 6 : Gate Galve 1. Ukur kerugian tekanan lewat gate valve yang terpasang pada pipa 1” atau 1 ¼ “ untuk variasi kapasitas aliran yang
berbeda, dengan mengatur pembukaan gate valve. 2. Susunlah data tersebut dalam bentuk tabel dan buatlah grafik yang memperlihatkan hubungan kerugian tekanan vs kapasitas aliran untuk 5 varisai kapasitas aliran yang berbeda. 3. Bandingkan grafik-grafik diatas satu sama lain dan terangkan mengapa terjasi perbedaan satu sama lain.
A. Petunjuk Praktikum Aliran Dalam Pipa 1. Persiapan Pelaksanaan Percobaan Apabila unit akan dipakai untuk pertama kali atau lama tidak dipakai, didalam pipa-pipa akan terdapat udara yang harus dikeluarkan terlebih dahulu. Demikian pula dengan udara yang terdapat didalam manometer serta pipa-pipa penghubungnya. Meskipun udara ini tidak dapat dikeluarkan seluruhnya, tetapi dengan cara dibawah ini diperoleh hasil yang memuaskan. Membuang udara didalam sistem : 1. Isi tangki 6b dengan air bersih kira-kira 18 galon atau 70 liter. Air diperoleh dari tangki 6a, dengan cara tutup katup 45, 48, 50 dan 54, kemudian hidupkan pompa sehingga air dalam tangki 6a mengalir ke tangki 6b. 2. Saklar pompa dalam keadaan off. 3. Tutup katup 45, 48, 50 dan 563, sedang katup lainnya terbuka.
4. Pasang pipa-pipa karet (pipa penghubung) dari manometer ke lubang-lubang pengukuran yang dikehendaki dengan cara membuka katup-katup selang tersebut. 5. Tutupkan sekrup ventilasi di bagian atas manometer dan hidupkan motor pompa. 6. Udara dan air dalam sistem akan mengalir melalui tangki transparan, disini terlihat gelembung-gelembung udara masuk kedalam tangki ini. Setelah air bebas dari gelembung udara, tutup katup 52 dan 44 dan matikan motor pompa. Jika debit air yang lewat orificemeter dan venturimeter terlalu besar, bukalah dan aturlah katup bypass (48). Cara lain untuk membung udara dalam sistem adalah : 1. Tutup salah satu katup yang dijelaskan pada gambar nomor 4, dan lepaskan karet dari lubang penngukuran, kemudian masukkan ujungnya keember penampung air. 2. Hidupkan motor pompa. Udara dan air dalam manometer atau dalam selang karet akan mengalir keluar. Setelah air bebas dari gelembung udar, tutup ujung selang karet di atas dan matikan motor. Kemudian pasangkan selang karet itu ke tempat semula dan buka katupnya. 3. Jika salah satu sisi manometer serta selang penghubungnya telah bebas dari gelembung udara, ulangi langkah 7-8 untuk sisi manometer yang lain. 4. Dengan perlahan bukalah sekrup ventilasi pada manometer. Udara akan masuk dari bagian atas pipa manometer ini dan permukaan air dalam manometer akan turun. Biarkan permukaan air turun sampai kira-kira mencapai pertengahan skala pasa manometer, kemuian tutuplah kembali sekrup ventilasinya. 5. Sampai langkah ini permukaan air didalam manometer sepasangsepasang harus sama tingginya, dan sistem sudah siap untuk percobaan.
6. Jika masih ada gelembung udara dalam sistem, dua proses berikut dapat ditempuh untuk menghilangkan gelembung udara : a. Hubungkan semua selang karet antara menometer dengan tap-tap tekanan. b. Hidupkan motor pompa, lalu matikan, hidupkan dan matikan lagi, demikian seterusnya. Tutup semua katup pada tap tekanan. Selain pekerjaan pandahuluan di atas, ada juga hal-hal yang perlu diperhatikan untuk mempermudah pelaksanaan percobaan selanjutnya. 1. Tutup katup 52 dan 44 sebelum motor dimatikan dan jangan diuka sebelum motor dihidupkan lagi. Hali ini akan memperkecil kemungkinan masuknnya udara ke dalam sistem pada saat alat tidak dipakai. 2. Katup 52 dan 44 dipakai sebagai pengatur debit seluruh sirkuit sedang katup yang lain untuk mengatur bagianbagian tertentu dari sirkuit. Jika grafik head loss vs debit untuk orifice dan venturi telah dibuat, keduanya dapat digunakan sebagai alat pengukur debit pada sistem tertutup. 2. Pelaksanaan Percobaan
a. Sifat-Sifat Orifice Flow Meter 1.
Setelahtangki 6b diisi air dan manometer dipersiapkan sesuai dengan petunjuk, susunlah kombinasi katup-katup sebagai berikut :
Tutup katup 44, 45, 48, 50, 52 dan 53. buka katup yang lain. Katup 45 dipakai sebagai pengatur jumlah air yang keluar dari pipa pada sistem aliran terbuka. 2.
Hubungkan manometer dengan lubang pengukur tekanan 40-41 untuk mengukur perbedaan tekanan diantara kedua titik tersebut.
3.
Hidupkankan motor dan buka sedikit katup 45.
4.
Ukurlah air yang keluar dari tangki dengan mengamati penurunan permukaan air pada gelas penduga untuk selang waktu tertentu. Bersamaan dengan ini catat pula perbedaan tekanan kedua titik pada orifice dan venturi tersebut. Jika debit air yang melewati orificemeter terlalu besar, sihingga permukaan menometer tertalu tinggi, bukalah dan aturlah katup bypass (48). Pengukuran dilakukan jika jumlah dari dalam tabung transparan konstan.
5.
Ulangi pengukuran di atas untuk berbagai kedudukan katup 45.
6.
Debit teoritis :
A z
A 1- A
2
2
Q th =
2 g Z1
1
P Z 2 2 y y
P 1
Dengan asumsi: Steady flow, incompresssible flow, inviscid flow dan uniform pressure pada
seksi/ bagian 1 dan 2.
Gambar 7: penampang pada orofice
A
= Luas penampang pada seksi orifice
A1
= Luas penampang pada seksi 1
A2
= Luas penampang pada seksi vena contracta.
=
a. Debit Terukur (Qtr )
Dimana: Aliran volume (v)
= 25 x 0,714 x 103 = 17850 cm 3
Waktu (t)
= t1 – t10 (s)
b. Debit Teoritis ( Qth)
= ∙ 2 ∙∙∆ℎ 1 −( ) = 4 ∙() = 4 ∙ () ∆ℎ= = (9,8 =980 ) =
c. Koefisien Kecepatan (Cv)
d. Koefisien Vena Contracta ( Cc ) :
= = 0,6 +0,4 ( )
e. Koefisien Orifice
=
∙ 1 − ∙ ( )
f. Debit Nyata ( Q )
= ∙ ∙ 2 ∙∙∆ℎ
Gambar 8: koefisien orifice
b. Sifat-Sifat Venturi Meter 1.
Ulangi cara-cara pengukuran dan analisa matematis pda percobaan 1 untuk percobaan venturimeter ini, akan tetapi manometer dihubungkan dengan lubang 38-39 pada venturi meter .
2.
A2
Qth =
A 2 2 1 A1
Debit teoritis :
2 g Z 1
P Z 1 2
P 1
Dengan asumsi: Steady flow, incrompressible flow, inviscid flow dan uniform pressure pada
seksi/ bagian 1 dan 2.
Gambar 9 : penampang pada venture Koefisien Kecepatan Q Qth
Cv
=
Q
= debit nyata (terukur)
………………………………………………………. (2)
c. Faktor Gesekan 1.
Manometer pertama tetap terhubung pada orifice sedang manometer kedua dihubungkan pada : a. Katup 25 dan 33 untuk pipa 1 ¼ “ b. Katup 24 dan 32 untuk pipa 1” c. Katup 23 dan 31 untuk pipa ¾ “ d. Katup 22 dan 30 untuk pipa ½”
2.
Tentukan harga faktor geseran (f) untuk masingmasing pipa. Harga f tiap pipa dihitung dengan dua harga debit yang berbeda-beda. Sebagai pengatur debit dipakai katup 52 atau 44.Jika adebit air yang melewati orificemeter dan venturimeter terlalu besar, bukalah dan aturlah katup bypass (48).
3.
L V 2 hf = D 2 g Dengan,
Persamaan rugi-rugi geseran menurut DARCY :
f L
= panjang pipa
D
= Diameter dalam pipa
V
= Kecepatan aliran
f
= koefisien geseran
g
= Percepatan grafitasi
4.
Untuk mencari kecepatan aliran pergunakan grafik orifice.
d. Gate Valve 1.
Untuk mengukur head loss pada gate valve 1” maka manometer pertama tetap terhubung pada orifice sedang manometer kedua dihubungkan pada katup 32 dan 35.
2.
Kita atur pembukaan gate valve 15 yaitu : 1 putaran ; 2 putaran ; 3 putaran ; 4 putaran ; dan 6 putaran.
3.
Untuk setiap posisi pembukaan gate valve dibaca lima macam debit. Sebagai pengatur debit dipakai katup 52 atau 44.
Jika debit yang melewati pipa terlalu besar, bukalah dan aturlah katup bypass (48).
e. Sambungan Tee (T20) Manometer pertama teap terhubung pada orifice sedang manometer kedua dihubungkan dengan katup 34 dan 36. f. Sambungan Elbow 900 ( Elbow 21) Seperti pada percobaan Tee (T20) tetapi manometer kedua dihubungkan pada katup 36 dan 37.
BAB III PERHITUNGAN HASIL PERCOBAAN A. Perhitungan Percobaan I Pada percobaan ini dilakukan sebanyak sepuluh kali percobaan, berdasarkan data pengukuran percobaan maka didapatkan: Orifice
Waktu (t) detik
Venturi
h1
h2
h1
h2
t1 = 42,5 detik
135
134
132
125
t2 = 43,5 detik
135
134
132
125
t3 = 41,5 detik
135
134,5
133
126
t4 = 40,5 detik
136
135
132
127
t5 = 40 detik
136,5
134
133
126
t6 = 40 detik
134,5
133,5
131,3
125
t7 = 40,5 detik
136
134,5
132
126
t8 = 39,5 detik
142,5
141
133
132
t9 = 38 detik
135
133
132
123,8
t10 = 38 detik
136
135
132
126
Orifice
Venturi
Δh (cm)
Qtr (cm3/s)
Δh (cm)
Qtr (cm3/s)
1 1 0,5 1 2,5 1 1,5 1,5 2 1
420 410,34 430,12 440,74 446,25 446,25 440,74 451,90 469,74 469,74
7 7 7 5 7 6,3 6 1 8,2 6
336 328,28 344,10 352,59 357,00 357,00 352,59 361,52 375,79 375,79
9 8 7 Grafik Orifice
6 5
Grafik Venturi Poly. (Grafik Orifice) Poly. (Grafik Venturi)
4 3 2 1 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00
1. Perhitungan kenaikan air pada tabung Orifice a. Luas penampang pada orifice (A)
= 4 () = 37 = 3,7 = 22,2 = 2,22 = 3,414 (2,22 ) = 3,87
Luas penampang pada seksi 1 (A 1)
= 4 ∙() = 4 ∙(3,7) = 10,75
b. Koefisien Vena Contracta ( Cc ) :
= = 0,6 +0,4 ( )
= 0,6 +0,4 (10,3,8775) 3, 8 7 = 0,6 +0,4 (10,75 ) = 0,65 Luas penampang pada vena contracta ( A 2)
=∙ = 0,65∙ 3,87 = 2,52 b. Debit Terukur (Qtr )
=
Dimana : Aliran volume (v) = 25 x 0,714 x 103 = 17850 cm3 Waktu (t)
= t1 – t10 (s)
17850 = = 42,5 =420 c.
Debit Teoritis ( Qth)
= ∙ 2 ∙∙∆ℎ 1 −( ) ∆ℎ = 1−10 ∆ℎ = 3 dalam perhitungan ini digunakan data percobaan ke 1 = (9,8 =980 ) Maka:
2, 5 2 = ∙ 2 ∙980 ∙7, 3 2,52 ) 1 − (10, 75 112,872 2, 5 2 = 0,97 ∙ =2,59∙112,872 ⁄
=310,072
d. Koefisien Kecepatan (Cv)
457, 6 92 = = 310,072 =1,476 e. Koefisien Orifice
∙ 1 − ∙ ( ) 1,476∙0,65 = 2,52 ) 1−(0,65) ∙ (10, 75 0,9594 = 0,9594 = 1 −0,4225∙0,05 √ 0,9893 =0,97079 =
f. Debit Nyata ( Q )
= ∙ ∙ 2 ∙∙∆ℎ = 0,97079 ∙ 10,75 ∙ 2 ∙980 ∙ 7,3 =10,436∙119,62 =1248,31 Untuk perhitungan selanjutnya yaitu perhitungan data percobaan ke 2 - ke 10 sama caranya dengan mencari hasil date percobaan 1. Sehingga didapatkan data seperti pada tabel dibawah ini.
g. Tabel 1. Tabel Orifce t
h1
h2
Δh
Qth
Qtr
(detik)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm3 /s) (cm3 /s)
143
140
3
198,78
143
139
4
132
131
133
Q
Cv
C
460,65
2,32
1,52
1256,36
229,53
473,60
2,06
1,36
1291,70
1
114,76
509,56
4,44
2,92
1389,78
132
1
114,76
492,01
4,29
2,82
1341,90
133
132
1
114,76
494,05
4,30
2,83
1347,47
133
131
2
162,30
497,21
3,06
2,01
1356,10
134
132
2
162,30
523,46
3,23
2,12
1427,69
133
131
2
162,30
481,52
2,97
1,95
1313,30
(cm3 /s)
t1 = 38.75 t2 = 37.69 t3 = 35.03 t4 = 36.28 t5 = 36.13 t6 = 35.90 t7 = 34.10 t8 = 37.07
t9 = 36.25
134
131
3
198,78
492,41
2,48
1,63
1343,01
133
132
1
114,76
481,26
4,19
2,76
1312,59
t10 = 37.09
Grafik Orifice 4.5 4 3.5 3 2.5 2
Grafik Orifice
1.5 1
Poly. (Grafik Orifice)
0.5 0
2. Perhitungan Venturi
Pada percobaan ini dilakukan sebanyak sepuluh kali percobaan, berdasarkan data pengukuran percobaan maka didapatkan: a. - Luas penampang pada venturi (A2)
= 4 () = 37 = 3,7 = 3,414 (2,22 ) = 3,87
= 22,2 = 2,22
-
Luas penampang pada seksi 1 (A 1)
= ∙() = 4 ∙(3,7) = 10,75 b. Koefisien Vena Contracta ( Cc ) : = = 0,6 +0,4 ( ) = 0,6 +0,4 (10,2,5725) 2, 5 2 = 0,6 +0,4 (10,75 ) = 0,65 c. Luas penampang pada vena contracta ( A 2)
=∙ = 0,65 ∙ 3,87 = 2,52
=
d. Debit Terukur (Qtr )
Dimana : Aliran volume (v)
= 25 x 0,714 x 103 = 17850 cm3
Waktu (t)
= t1 – t10 (s)
17850 = = 39 = 457,692 e. Debit Teoritis ( Qth)
= ∙ 2 ∙∙∆ℎ 1 −( ) ∆ℎ = 1− 10 ∆ℎ = 7 dalam perhitungan ini digunakan data percobaan ke 1 = (9,8 =980 ) Maka:
2, 5 2 .3,0 = ∙ 2 ∙980 2,52 ) 1 − (10, 75 2, 5 2 = 0,97 ∙ 76 ⁄ =2,59∙76 ⁄ =198,775 f. Koefisien Kecepatan (C ) 457, 6 923 = = 198,7752 =2,3026 v
g. Koefisien Orifice
∙ 1 − ∙ ( ) 6,1347∙0,65 = 1−(0,65) ∙ (10,2,572 5 ) 1,53959 = 1,53959 = 1−0,4225∙0,1296 0,972236 =1,5143 =
h. Debit Nyata ( Q )
= ∙ ∙ 2 ∙∙∆ℎ =1,5835∙10,75 ∙ 2 ∙980 ∙3,0
1248,31
= 17,0226 ∙76,6812
Untuk perhitungan selanjutnya yaitu perhitungan data percobaan ke 2- ke 10 sama caranya dengan mencari hasil date percobaan 1. Sehingga didapatka data seperti pada tabel dibawah ini.
h. Tabel 2. Tabel Venturi t
h1
h2
Δh
Qth
Qtr
(detik)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm3 /s)
(cm3 /s)
140,0
132,0
8
324,60
139,0
133,0
6
130,0
123,0
130,0
Q
Cv
C
460,65
1,42
0,93
1256,36
281,11
481,26
1,71
1,13
1312,59
7
303,63
509,56
1,68
1,10
1389,78
123,0
7
303,63
492,01
1,62
1,07
1341,90
130,0
123,0
7
303,63
494,05
1,63
1,07
1347,47
130,0
123,0
7
303,63
497,21
1,64
1,08
1356,10
(cm3 /s)
t1 = 38.75 t2 = 37.09 t3 = 35.03 t4 = 36.28 t5 = 36.13 t6 = 35.90
t7 = 34.10
130,0
123,0
7
303,63
523,46
1,72
1,13
1427,69
130,0
123,0
7
303,63
481,52
1,59
1,04
1313,30
130,0
123,0
7
303,63
492,41
1,62
1,07
1343,01
130,0
123,0
7
303,63
446,25
1,47
0,97
1217,10
7
303,4783
t8 = 37.07 t9 = 36.25 t10 = 37.09
1,6096 1,0586 1330,532184
Grafik Venturi 9 8 7 6 5 4
Grafik Venturi
3 2
Poly. (Grafik Venturi)
1 0
B. PERHITUNGAN PERCOBAAN II
Pada percobaan ini menggunakan empat jenis ukuran pipa yaitu 1¼˝, 1˝, ¾˝ dan ½˝. Pada masing – masing ukuran pipa dilakukan 10 kali
percobaan sehingga bisa didapatkan : 1. Perhitungan Pipa 1 ¼” Diameter dalam (D) pipa 1 ¼”
= 3,7 cm
Panjang pipa, L
= 5 ft = 12 × 2,54 × 5= 152,4 cm
a. Luas penampang pipa ( A)
= 4 ∙ = 3,414 ∙(3,7 ) = 10,75 b. Beda tekanan pada orifice (∆h)
∆ℎ = ℎ1 −ℎ2 ∆ℎ = 143 − 142 ∆ℎ = 1 c. Mencari debit nyata (Q) dari grafik orifice maka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
=1508,4464
d. Kecepatan aliran (v)
1508, 4 464 = = 10,75 = 140,32 c/ e. Beda tekanan pada pipa (∆hf)
∆hf=h −h ∆hf = 139 cm−133 cm ∆hf = 6 cm f. Mencari faktor gesekan pada pipa ( F 1)
= ∆∙2.. ∙ 6 ∙ 2∙ 980 ∙ 3,7 = 152,4∙(140,32 cm/) =0,0146
Dengan cara dan rumus yang sama bisa didapatkan faktor gesekan pada pipa pada pengukuran ke 2 (F 2) sampai pengukuran ke 10 (F 10)
g. Tabel perhitungan faktor gesekan pada pipa 1¼ “
orifice h1
pipa h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
Q
(cm) (cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm/s) F
(cm3 /s)
143
142
1
139
133
6
7,361
0,0215 79,126
135
134
1
134
129
5
6,554
0,0187 70,453
136
135
1
132
125
7
14,103 0,0197 151,605
135
134
1
133
126
7
13,617 0,0187 146,381
132
131
1
132
125
7
13,673 0,0174 146,989
133
131
2
130
123
7
13,761 0,0202 147,931
133
132
1
132
125
7
10,244 0,0200 110,124
134
132
2
130
123
7
13,327 0,0200 143,262
134
131
3
130
123
7
13,628 0,0220 146,503
133
131
2
130
123
7
18,837 0,0211 202,494
1,5
134,487
Grafik Pipa 1 1/4
“
8 7 6 5 4 Grafik Pipa 1 1/4 “
3 2
Poly. (Grafik Pipa 1 1/4 “)
1 0
2. Perhitungan pipa 1”
Diameter dalam (D), pipa 1”
= 2,72 cm
Panjang pipa, L
= 4 ∙ = 3,414 ∙ (2,72 ) = 5,81
= 5 ft = 12 × 2,54 × 5 = 152,4 cm a. Luas penampang pipa ( A)
b. Beda tekanan pada orifice (∆h) Δh = h1 – h2
∆ℎ = 144 − 141 ∆ℎ =3 c. Mencari Debit nyata (Q) dari grafik orifice maka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
=855,055 d. Kecepatan aliran (v)
855, 0 55 = = 5,81 = 147,169 / e. Beda tekanan pada pipa (∆hf)
∆hf=h −h ∆hf = 144 cm−133 cm ∆hf = 11 cm f. Mencari faktor gesekan pada pipa ( F 1)
= ∆ℎ∙2∙∙ ∙ 11 ∙ 2 ∙ 980 ∙2,72 = 152,4 ∙(147,169 cm/) =0,01777
Dengan cara dan rumus yang sama bisa didapatkan faktor gesekan pada pipa pada pengukyran ke 2 (F 2) sampai pengukuran ke 10 (F 10)
g. Tabel perhitungan faktor gesekan pada pipa 1 “ Orifice
pipa
h1
h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
Q
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm/s) F
(cm3 /s)
144,0 141
3
144
133
11
23,004 0,012
133,655
143,0 140
3
144
132
12
23,004 0,013
133,655
142,0 139
3
142
130
12
23,004 0,015
133,655
135,0 132
3
135
133
2
23,004 0,015
133,655
135,0 132
3
135
133
2
23,004 0,014
133,655
144,0 140
4
143
132
11
35,418 0,015
205,776
144,0 141
3
143
132
11
23,004 0,013
133,655
143,0 140
3
143
132
11
23,004 0,016
133,655
144,0 141
3
144
132
12
23,004 0,017
133,655
143,0 141
2
143
132
11
12,522 0,017
72,753
3
134,777
Grafik Pipa 1" 16 14 12 10 8 6 4 2 0
3. Perhitungan pipa ¾”
Grafik Pipa 1" Poly. (Grafik Pipa 1")
Diameter dalam ,(D) pipa ¾”
= 2,28 cm
Panjang pipa, L
= 5 ft = 12 × 2,54 × 5 = 152,4 cm
a. Luas penampang pipa ( A)
= 4 ∙ = 3,414 ∙(2,28) = 4,08
b. Beda tekanan pada orifice (∆h)
∆hf=h − h ∆ℎ = 14 1455 −− 14 1422 ∆ℎ =3 c. Mencari Debit nyata nyata (Q) dari grafik orifice maka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
=512,0667 d. Kecepatan aliran (v)
512, 0 667 = = 4,08 = 12 125,5,507 507 cm/ cm/ e. Beda tekanan pada pipa (∆hf)
∆hf=h − h ∆hf = 145 cm cm − 133 cm cm ∆hf = 12 cm f. Mencari faktor gesekan pada pipa ( F 1)
= ∆ℎ∙2∙∙ ∙
. 2,28 12 ∙2∙980 2 8 = 152,4∙(125,507 /) = 0,6793 Dengan cara dan rumus yang sama bisa didapatkan faktor gesekan pada pipa pada pengukyran ke 2 (F 2) sampai pengukuran ke 10 (F 10)
g. Tabel perhitungan faktor gesekan pada pipa ¾ “ orifice h1
pipa h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
(cm) (cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm/s)
F
145
142
3
145
133
12
23,004
0,01582 93,858
144
141
3
144
132
12
23,004
0,01508 93,858
143
140
3
143
132
11
23,004
0,01526 93,858
145
142
3
146
133
13
23,004
0,01545 93,858
144
141
3
145
132
13
23,004
0,01367 93,858
135
143
8
145
132
13
100,176 0,01425 408,717
144
141
3
145
132
13
23,004
0,01298 93,858
144
141
3
145
132
13
23,004
0,01374 93,858
143
140
3
145
132
13
23,004
0,01221 93,858
144
141
3
145
133
12
23,004
0,01221 93,858
3,5
12,5
Q (cm3 /s)
125,34
Grafik Pipa 3/4" 13.5 13 12.5 12 11.5
Grafik Pipa 3/4"
11
Poly. (Grafik Pipa 3/4")
10.5 10
4. Perhitungan pipa ½”
= 1,69 cm
Diameter dalam (D) pipa ½”
Panjang pipa, L
= 5 ft = 12 × 2,54 × 5 = 152,4 cm
a. Luas penampang pipa ( A) A)
= 4 ∙ = 3,414 ∙(1,69) = 2,24
b. Beda tekanan pada orifice (∆h)
∆h=h − h
∆h = 146 cm −142 cm ∆ℎ =4 c. Mencari debed nyata (Q) dari grafik orificemaka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
=99,40 d. Kecepatan aliran (v)
= = 99,2,2440 = 44,373 / e. Beda tekanan pada pipa (∆hf)
∆hf=h −h ∆hf = 147 cm−133 cm
∆hf = 14 cm
f. Mencari faktor gesekan pada pipa ( F1)
= ∆ℎ∙2∙∙ ∙ ∙2∙980 ∙ 1,69 = 14152,4∙ (44,373/) =0,02086
Dengan cara dan rumus yang sama bisa didapatkan faktor gesekan pada pipa pada pengukyran ke 2 (F 2) sampai pengukuran ke 10 (F 10)
g. Tabel perhitungan faktor gesekan pada pipa ½ “ Orifice
pipa
h1
h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
Q
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm/s) F
(cm3 /s)
146
142
4
147
133
14
4,744
10,625
0,072
145
141
4
146
132
14
4,019
0,052
9,003
144
140
4
146
132
14
3,223
0,033
7,219
146
141
5
147
133
14
3,915
0,031
8,769
145
140
5
146
133
13
3,788
0,029
8,486
145
141
4
146,7
135
11,7
2,076
0,014
4,650
145,5 142
3,5
146,5
134
12,5
1,762
0,013
3,947
145
141
4
146,3
132
14,3
2,039
0,013
4,567
144
141
3
146
133
13
1,456
0,012
3,262
145
141,5
3,5
146,5
130
16,5
1,659
0,011
3,715
4
6,424
Grafik Pipa 1/2" 18 16 14 12 10 8
Grafik Pipa 1/2"
6 4
Poly. (Grafik Pipa 1/2")
2 0 10.63 9.00 7.22 8.77 8.49 4.65 3.95 4.57 3.26 3.72
C. PERHITUNGAN PERCOBAAN III
Pada percobaan ke III ini yaitu melakukan percobaan pada pengukuran Ball Valve pada pembukaan 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65°,70°, 75°, 80° dan 85°pada pipa dengan diameter 1¼”. Pengukuran dilakukan sebanyak 10 kali, pada masing-masing pembukaan sudut ball valve tersebut.
Ball valve pada pembukaan 40° Diameter dalam (D) pipa 1¼” = 3,7 cm
a. Luas penampang pipa ( A)
= 4 ∙ = 3,414 ∙(3,7 ) = 10,75
b. Beda tekanan pada orifice (∆h)
∆h=h −h ∆ℎ = 141 cm−125 ∆ℎ =16 c. Mencari debed nyata (Q) dari grafik orifice maka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
=816,08 d. Kecepatan aliran (v)
816, 0 8 = = 10,75 = 75,91 cm/ e. Beda tekanan pada Valve (∆hf)
∆hf=h −h ∆hf = 137 cm−132cm ∆hf = 5 cm f. Faktor kerugian (k 1)
= 2∙∙∆ℎ
∙ 5 2∙980 = (75,91cm/)
=0,92 Dengan cara dan rumus yang sama dapat dicari faktor keruguan pada pengukuran ke 2 (k 2) sampai pada pengukuran ke 10 (k 10).
g. Tabel ball valve pembukaan 40° orifice
Valve
h1
h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
Q
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm/s) K
(cm3 /s)
141
125
16
137
132
5
102,95 0,92
1106,76
141
126
15
140
132
8
123,97 1,02
1332,65
134
125
9
140
132
8
130,23 0,92
1399,96
145
141
4
147
133,5
13,5
169,17 0,92
1818,60
143
140
3
147
133,7
13,3
172,76 0,87
1857,15
148
147
1
148
133
15
178,32 0,92
1916,97
148,5 141
7,5
147
133,4
13,6
169,80 0,92
1825,32
148
141,5
6,5
147,5
133
14,5
170,27 0,98
1830,38
146
142
4
147
133,3
13,7
160,59 1,04
1726,33
147
141
6
147
133
14
168,96 0,96
1816,35
7,2
11,86
Grafik Valve 40° 16 14 12 10 8 Grafik Valve 40°
6 4
Poly. (Grafik Valve 40°)
2 0
Ball valve pada pembukaan 45° Diameter dalam (D) pipa 1¼” = 3,7 cm
a. Luas penampang pipa ( A)
= 4 ∙ = 3,414 ∙(3,7 ) = 10,75
b. Beda tekanan pada orifice (∆h)
∆h=h −h ∆ℎ = 147 cm−142 ∆ℎ =5 c. Mencari debed nyata (Q) dari grafik orifice maka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
=1032,27 d. Kecepatan aliran (v)
27 = = 1032, 10,75 = 96,03 cm/ e. Beda tekanan pada Valve (∆hf)
∆hf=h −h ∆hf = 147 cm−133 cm ∆hf=14 cm f. Faktor kerugian (k 1)
= 2∙∙∆ℎ ∙ 14 = 2∙980 (96,03 cm/) =0,92
Dengan cara dan rumus yang sama dapat dicari faktor keruguan pada pengukuran ke 2 (k 2) sampai pada pengukuran ke 10 (k 10).
g. Tabel Ball valve pada pembukaan 45° orifice
Valve
h1
h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
Q
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm/s) K
(cm3 /s)
147
142
5
147
133
14
172,28 0,92
1851,97
146
141
5
146
132
14
180,56 0,84
1941,01
145
141,7
3,3
146
132
14
172,28 0,92
1851,97
147
141
6
147
134
13
166,01 0,92
1784,60
146
141
5
146
133
13
166,01 0,92
1784,60
147
142
5
147
134
13
166,01 0,92
1784,60
146
141
5
146,5
133,5
13
166,01 0,92
1784,60
146,5
141,5
5
146
132
14
172,28 0,92
1851,97
146
141
5
147,5
133
14,5
166,90 1,02
1794,14
147
142
5
146
133,5
12,5
162,79 0,92
1749,95
4,93
13,5
Grafik Valve 45° 15 14.5 14 13.5 13
Grafik Valve 45°
12.5
Poly. (Grafik Valve 45°)
12 11.5
Ball valve pada pembukaan 50° Diameter dalam (D) pipa 1¼” = 3,7 cm
a. Luas penampang pipa ( A)
= 4 ∙ = 3,414 ∙(3,7 ) = 10,75
b. Beda tekanan pada orifice (∆h)
∆h=h −h
∆ℎ =147 cm−143 ∆ℎ =4 c. Mencari debed nyata (Q) dari grafik orifice maka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
d. Kecepatan aliran (v)
=1053,55 3
55 = = 1053, 10,75 =98,00/ e. Beda tekanan pada Valve (∆hf)
∆hf=h −h ∆hf = 144,5 cm− 132 cm ∆hf = 12,5 cm f. Faktor kerugian (k 1)
= 2∙∙∆ℎ ∙12,5 = 2∙980 (98,00 c/) =0,92
Dengan cara dan rumus yang sama dapat dicari faktor keruguan pada pengukuran ke 2 (k 2) sampai pada pengukuran ke 10 (k 10)
g. Tabel Ball valve pada pembukaan 50° Orifice
Valve
h1
h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
Q
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm/s) K
(cm3 /s)
147
143
4
144,5
132
12,5
162,79 0,92
1749,95
145
141
4
143
132,5
10,5
142,02 1,02
1526,74
145
141
4
143,5
133
10,5
149,20 0,92
1603,85
146
141,5
4,5
146,5
132
14,5
175,33 0,92
1884,75
146,5
142
4,5
146
134
12
159,50 0,92
1714,59
146
142
4
146,5
133
13,5
169,17 0,92
1818,60
145
141
4
146
132
14
172,28 0,92
1851,97
145
141
4
145,5
132
13,5
279,78 0,34
3007,68
146,5
141,5
5
140
133
7
115,96 1,02
1246,58
145,6
141
4,5
146,5
134
12,5
162,79 0,92
1749,95
Grafik Valve 50° 16 14 12 10 8 Grafik Valve 50°
6 4
Poly. (Grafik Valve 50°)
2 0
Ball valve pada pembukaan 55° Diameter dalam (D) pipa 1¼” = 3,7 cm
a. Luas penampang pipa ( A)
= 4 ∙ = 3,414 ∙(3,7 ) = 10,75
b. Beda tekanan pada orifice (∆h)
∆h=h −h ∆ℎ = 148 cm−142 ∆ℎ = 6 c. Mencari debed nyata (Q) dari grafik orifice maka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
d. Kecepatan aliran (v)
=942,33
942, 3 3 = = 10,75 = 87,66 / e. Beda tekanan pada Valve (∆hf)
∆hf=h −h ∆hf = 145 cm−132 cm ∆hf = 13 cm
f. Faktor kerugian (k 1)
= 2∙∙∆ℎ ∙ 13 = 2∙980 (87,66 /) = 0,94 /
Dengan cara dan rumus yang sama dapat dicari faktor keruguan pada pengukuran ke 2 (k 2) sampai pada pengukuran ke 10 (k 10). g. Tabel Ball valve pada pembukaan 55° orifice
Valve
h1
h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
Q
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm/s) K
(cm3 /s)
148
142
6
145
132
13
164,41 0,94
1767,44
145
141
4
145
133
12
151,83 1,02
1632,16
145
141
4
145,5
132
13,5
169,17 0,92
1818,60
144
143
1
145
135
10
145,60 0,92
1565,20
145
142
3
145
133
12
157,96 0,94
1698,10
148
142
6
146
134
12
157,96 0,94
1698,10
145
141
4
145
133
12
159,50 0,92
1714,59
146
142
4
145
132
13
166,01 0,92
1784,60
146
145
1
145
133
12
151,83 1,02
1632,16
145
141
4
146
132
14
172,28 0,92
1851,97
Grafik Valve 55° 16 14 12 10 8 Grafik Valve 55°
6 4
Poly. (Grafik Valve 55°)
2 0
Ball valve pada pembukaan 60° Diameter dalam (D) pipa 1¼” = 3,7 cm
a. Luas penampang pipa ( A)
= 4 ∙ = 3,414 ∙(3,7 ) = 10,75
b. Beda tekanan pada orifice (∆h)
∆h=h −h ∆ℎ = 145 cm−132 ∆ℎ = 13 c. Mencari debed nyata (Q) dari grafik orifice maka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
=816,08
d. Kecepatan aliran (v)
08 = = 816, 10,75 = 75,91 / e. Beda tekanan pada Valve (∆hf)
∆hf=h −h ∆hf = 145 cm−133 cm ∆hf = 12 cm f.
Faktor kerugian (k 1)
= 2∙∙∆ℎ ∙ 12 = 2∙980 (75,91/) = 1,00 /
Dengan cara dan rumus yang sama dapat dicari faktor keruguan pada pengukuran ke 2 (k 2) sampai pada pengukuran ke 10 (k 10).
g. Tabel Ball valve pada pembukaan 60° orifice
Valve
h1
h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
Q
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm/s) K
(cm3 /s)
145
132
13
145
133
12
153,36 1,00
1648,64
144
130
14
145,5
132
13,5
157,79 1,06
1696,19
140
134
6
144,5
131
13,5
169,17 0,92
1818,60
142
131
11
145
133
12
159,50 0,92
1714,59
138
135
3
144
131
13
166,01 0,92
1784,60
141
132
9
145,5
133
12,5
162,79 0,92
1749,95
143
136
7
145
132,5
12,5
162,79 0,92
1749,95
142
133
9
144,5
132
12,5
162,79 0,92
1749,95
145
141
4
145
133
12
151,83 1,02
1632,16
144
141
3
145
132,5
12,5
162,79 0,92
1749,95
7,9
12,6
Grafik Valve 60° 14 13.5 13 12.5 Grafik Valve 60°
12 11.5
Poly. (Grafik Valve 60°)
11
Ball valve pada pembukaan 65° Diameter dalam (D) pipa 1¼” = 3,7 cm
a. Luas penampang pipa ( A)
= 4 ∙ = 3,414 ∙(3,7 ) = 10,75
b. Beda tekanan pada orifice (∆h)
∆h=h −h ∆ℎ = 145 cm−140 ∆ℎ = 5 c. Mencari debed nyata (Q) dari grafik orifice maka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
=868,38 d. Kecepatan aliran (v)
38 = = 868, 10,75 = 80,78 / e. Beda tekanan pada Valve (∆hf)
∆hf=h −h ∆hf = 145 cm−133 cm ∆hf = 12 cm
f.
Faktor kerugian (k 1)
= 2∙∙∆ℎ 2∙980 ∙ 12 = (80,78/) = 0,96 /
Dengan cara dan rumus yang sama dapat dicari faktor keruguan pada pengukuran ke 2 (k 2) sampai pada pengukuran ke 10 (k 10).
g. Tabel Ball valve pada pembukaan 65° orifice
Valve
h1
h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
Q
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm/s) K
(cm3 /s)
145
140
5
145
133
12
156,43 0,96
1681,62
145
141,3
3,7
144,5
133
11,5
145,63 1,06
1565,51
143
140,9
2,1
144
132,5
11,5
153,14 0,96
1646,21
144
141
3
145
132
13
162,82 0,96
1750,28
145
141
4
144,5
133
11,5
153,14 0,96
1646,21
144,5
141,5
3
144,5
132,5
12
156,43 0,96
1681,62
143
140
3
144,5
133,5
11
149,77 0,96
1610,03
146
142
4
143,5
131
12,5
159,66 0,96
1716,29
144
142
2
144
133
11
143,90 1,04
1546,89
144
141,3
2,7
144,5
132,5
12
156,43 0,96
1681,62
3,25
11,8
Grafik Valve 65° 13.5 13 12.5 12 11.5
Grafik Valve 65°
11
Poly. (Grafik Valve 65°)
10.5 10
Ball valve pada pembukaan 70° Diameter dalam (D) pipa 1¼” = 3,7 cm
a. Luas penampang pipa ( A)
= 4 ∙ = 3,414 ∙(3,7 )
= 10,75 b. Beda tekanan pada orifice (∆h)
∆h=h −h ∆ℎ = 144 cm−142 ∆ℎ =2 c. Mencari debit nyata (Q) dari grafik orifice maka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
=774,2 d. Kecepatan aliran (v)
2 = = 774, 10,75 =72,02 c/ e. Beda tekanan pada Valve (∆hf)
∆hf=h −h ∆hf = 144,5 cm− 132,5 cm ∆hf = 12 cm f. Faktor kerugian (k 1)
= 2∙∙∆ℎ 2∙980 . 12 = (72,02c/) =0,92
Dengan cara dan rumus yang sama dapat dicari faktor keruguan pada pengukuran ke 2 (k 2) sampai pada pengukuran ke 10 (k 10).
g. Tabel Ball valve pada pembukaan 70° Orifice
Valve
h1
h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
Q
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm/s) K
(cm3 /s)
144
142
2
144,5
132,5
12
159,50 0,92
1714,59
144,6
141,4
3,2
143,5
133
10,5
142,02 1,02
1526,74
143
140,7
2,3
143,5
132
11,5
156,14 0,92
1678,49
143
141
2
144
133
11
152,71 0,92
1641,60
134
132
2
144,5
132,5
12
159,50 0,92
1714,59
133,5
131,9
1,6
143
131,5
11,5
156,14 0,92
1678,49
144
141,5
2,5
144
132
12
159,50 0,92
1714,59
141
133,5
7,5
142,5
133,5
9
138,13 0,92
1484,88
141
133
8
144
133,5
10,5
142,02 1,02
1526,74
143
140
3
143
132
11
152,71 0,92
1641,60
3,41
11,1
Grafik Valve 70° 14 12 10 8 6
Grafik Valve 70°
4
Poly. (Grafik Valve 70°)
2 0
Ball valve pada pembukaan 75° Diameter dalam (D) pipa 1¼” = 3,7 cm
a. Luas penampang pipa ( A)
= 4 ∙ = 3,414 ∙(3,7 ) = 10,75
b. Beda tekanan pada orifice (∆h)
∆h=h −h ∆ℎ = 144 cm−141 ∆ℎ = 3 c. Mencari debed nyata (Q) dari grafik orifice maka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
=772,48
d. Kecepatan aliran (v)
772, 4 8 = = 10,75 =71,86 c/ e. Beda tekanan pada Valve (∆hf)
∆hf=h −h ∆hf = 144 cm−132,5 cm ∆hf = 11,5 cm f.
Faktor kerugian (k 1)
= 2∙∙∆ℎ ∙ 11,5 = 2∙980 (71,86c/) =0,96
Dengan cara dan rumus yang sama dapat dicari faktor keruguan pada pengukuran ke 2 (k 2) sampai pada pengukuran ke 10 (k 10).
g. Tabel Ball valve pada pembukaan 75° orifice
Valve
h1
h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
Q
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
134,
(cm)
(cm/s) K
(cm3 /s)
144
141
3
144
132,5
11,5
153,14 0,96
1646,21
143,5
141
2,5
143,5
132
11,5
145,63 1,06
1565,51
143
140
3
143
132,5
10,5
146,33 0,96
1573,01
145
141
4
144,5
133
11,5
153,14 0,96
1646,21
143,5
142
1,5
143,5
132,5
11
149,77 0,96
1610,03
144
141,5
2,5
144
133
11
151,24 0,94
1625,81
143,5
141
2,5
143,5
132,5
11
95,44
2,37
1026,00
143
140,5
2,5
143
132
11
152,71 0,92
1641,60
144
141,5
2,5
144,5
133
11,5
148,63 1,02
1597,79
142,5
141
1,5
144
132,5
11,5
154,64 0,94
1662,35
2,55
11,2
Grafik Valve 75° 11.8 11.6 11.4 11.2 11 10.8 10.6 10.4 10.2 10 9.8
Grafik Valve 75° Poly. (Grafik Valve 75°)
Ball valve pada pembukaan 80° Diameter dalam (D) pipa 1¼” = 3,7 cm
a. Luas penampang pipa ( A)
= 4 ∙ = 3,414 ∙(3,7 ) = 10,75
b. Beda tekanan pada orifice (∆h)
∆h=h −h ∆ℎ = 144 cm−141,5 ∆ℎ =2,5
c. Mencari debed nyata (Q) dari grafik orifice maka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
=790,42 d. Kecepatan aliran (v)
790, 4 2 = = 10,75 =73,53/ e. Beda tekanan pada Valve (∆hf)
∆hf = 144 cm−132 cm
∆hf=h −h ∆hf = 12 cm
f. Faktor kerugian (k 1)
= 2∙∙∆ℎ ∙ 12 = 2∙980 (73,53 /) =0,94
Dengan cara dan rumus yang sama dapat dicari faktor keruguan pada pengukuran ke 2 (k 2) sampai pada pengukuran ke 10 (k 10).
g. Tabel Ball valve pada pembukaan 80°
orifice
Valve
h1
h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
Q
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm/s) K
(cm3 /s)
144
141,5
2,5
144
132
12
157,96 0,94
1698,10
143,5
141
2,5
143,5
132,5
11
145,36 1,02
1562,67
143
140,5
2,5
143
133
10
144,20 0,94
1550,15
144
141
3
144
133,5
10,5
147,76 0,94
1588,43
143
140
3
143
132
11
95,44
2,37
1026,00
143,5
141,5
2
143,5
133
10,5
146,33 0,96
1573,01
143
141
2
143
132
11
149,77 0,96
1610,03
142
140,5
1,5
144
133
11
151,24 0,94
1625,81
144,5
142
2,5
143,5
132,5
11
142,43 1,06
1531,10
143
142
1
143
132
11
152,71 0,92
1641,60
2,25
10,9
Grafik Valve 80° 12.5 12 11.5 11 10.5 10 9.5 9
Grafik Valve 80° Poly. (Grafik Valve 80°)
Ball valve pada pembukaan 85° Diameter dalam (D) pipa 1¼” = 3,7 cm
h. Luas penampang pipa ( A)
= 4 ∙ = 3,414 ∙(3,7 ) = 10,75 i.
Beda tekanan pada orifice (∆h)
∆h=h −h ∆ℎ =143 cm−141 ∆ℎ =2 j.
Mencari debed nyata (Q) dari grafik orifice
maka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
=790,42
k. Kecepatan aliran (v)
42 = = 790, 10,75 =73,53/ l.
Beda tekanan pada Valve (∆hf)
∆hf = 143 cm−133 cm ∆hf = 10 cm m. Faktor kerugian ( k 1)
∆hf=h −h
= 2∙∙∆ℎ ∙ 10 = 2∙980 (73,53 /) =0,94 Dengan cara dan rumus yang sama dapat dicari faktor keruguan pada pengukuran ke 2 (k 2) sampai pada pengukuran ke 10 (k 10).
Tabel Ball valve pada pembukaan 85° orifice
Valve
h1
h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
Q
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm/s) K
(cm3 /s)
143
141
2
143
133
10
144,20 0,94
1550,15
142,5
141
1,5
142,5
132
10,5
139,15 1,06
1495,90
141,5
140,5
1
142
132,5
9,5
139,18 0,96
1496,23
143,5
141,3
2,2
143,5
132
11,5
153,14 0,96
1646,21
144
141
3
143
131,5
11,5
153,14 0,96
1646,21
143
142
1
143,5
133,5
10
142,80 0,96
1535,10
142,5
141
1,5
143
132,5
10,5
147,76 0,94
1588,43
142
140
2
142,5
132
10,5
146,33 0,96
1573,01
143,5
141,5
2
143,5
133
10,5
139,15 1,06
1495,90
143
141
2
142,5
132,5
10
142,80 0,96
1535,10
1,82
10
Grafik Valve 85° 14 12 10 8 6
Grafik Valve 85°
4
Poly. (Grafik Valve 85°)
2 0
D. PERHITUNGAN PERCOBAAN KE IV
1. Percobaan dilakukan pada T20 Pada percobaan ini dilakukan sebanyak 10 kali pengukuran dengan menggunakan diameter pipa 1”. Diameter dalam (D) pipa 1” = 2,72 cm
= 4 ∙ = 3,414 ∙ (2,72 ) = 5,807
a. Luas penampang pipa ( A)
b. Beda tekanan pada orifice (∆h)
∆h=h −h ∆ℎ = 143,5 cm−143
∆ℎ =0,5 c. Mencari debed nyata (Q) dari grafik orifice maka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
=343,26 d. Kecepatan aliran (v)
343, 2 6 = = 5,807 = 59,11 c/ e. Beda tekanan pada T20 (∆hf)
∆hf=h −h ∆hf = 134,5 cm− 133 cm ∆hf = 1,5 cm = 2∙∙∆ℎ 2∙980 ∙1,5 = (59,11 c/)
f. Faktor kerugian (k 1)
=0,96 Dengan cara dan rumus yang sama dapat dicari faktor keruguan pada pengukuran ke 2 (k 2) sampai pada pengukuran ke 10 (k 10).
g. Tabel T20.
T20 orifice
Pipa 1"
h1
h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
Q
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm/s) K
(cm3 /s)
143,5
143
0,5
134,5
133
1,5
55,31
0,96
321,16
143,5
142
1,5
133,5
132
1,5
53,14
1,04
308,57
143
142,5
0,5
139,5
133
6,5
73,37
2,37
426,04
144
143
1
139
132,5
6,5
116,26 0,94
675,11
142,5
142
0,5
138,5
132
6,5
117,39 0,92
681,66
143,5
143
0,5
139,5
132,5
7
121,82 0,92
707,40
142,5
142
0,5
139
133
6
112,78 0,92
654,92
142
141
1
138,5
132
6,5
117,39 0,92
681,66
143
142,5
0,5
139
133
6
107,36 1,02
623,43
143,5
143
0,5
139
132,5
6,5
116,26 0,94
675,11
0,7
5,45
T20 Pipa 1" 8 7 6 5 4 3 2 1 0
T20 Pipa 1" Poly. (T20 Pipa 1")
2. Perhitungan Pada Percobaan Elbow 90 Pada percobaan ini dilakukan sebanyak 10 kali pengukuran dengan menggunakan diameter pipa 1¼”. Diameter dalam (D) pipa 1¼” = 3,7 cm
a. Luas penampang pipa ( A)
= 4 ∙ = 3,414 ∙(3,7 ) = 10,75
b. Beda tekanan pada orifice (∆h)
∆h=h −h ∆ℎ = 143 cm−140,5 ∆ℎ =2,5 c. Mencari debed nyata (Q) dari grafik orifice maka dari Q bisa didapatkan dari ∆h, sehingga
=564,34
d. Kecepatan aliran (v)
34 = = 564, 10,75 = 52,5 c/ e. Beda tekanan pada elbow (∆hf)
∆hf=h −h ∆hf = 139,5 cm− 133 cm ∆hf = 6,5 cm f.
Faktor kerugian (k 1)
= 2∙∙∆ℎ
∙ 6,5 2∙980 = (52,5c/)
=0,94 Dengan cara dan rumus yang sama dapat dicari faktor keruguan pada pengukuran ke 2 (k 2) sampai pada pengukuran ke 10 (k 10).
g. Tabel elbow 90 Elbow orifice
90
h1
h2
Δh
h3
h4
Δhf
V
Q
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm/s) K
(cm3 /s)
143
140,5
2,5
139,5
133
6,5
116,26 0,94
1249,77
142
140,5
1,5
139
132,5
6,5
111,74 1,02
1201,24
142
140
2
138,5
132
6,5
116,26 0,94
1249,77
143
142,5
0,5
139,5
133
6,5
116,26 0,94
1249,77
143
142
1
139
132
7
120,65 0,94
1296,95
132,5
132
0,5
130
129,5
0,5
32,24
346,62
133
130
3
130
124
6
112,78 0,92
1212,40
135
134,5
0,5
130,5
124
6,5
116,26 0,94
1249,77
133
131,5
1,5
129
123,5
5,5
99,67
1,09
1071,49
134
133
1
130
124
6
111,70 0,94
1200,74
1,4
5,75
0,94
Elbow 90 8 7 6 5 4 Elbow 90
3 2
Poly. (Elbow 90)
1 0
E. Tugas ( Koefisien Orifice )
1. Harga Cv ………………………………………( 3 )
1201, 2 62 = = ℎ 149,299
=8,05 2. Perbandingan antara harga C persamaan 4 dengan harga C grafik -
=
Harga C persamaan 4
∙ 1 − ∙ ( )
3,98 ∙0,65 2,52 ) 1−(0,65) ∙ (10, 75 2,58 = 2,58 = 1 −0,42∙0,05 √ 0,98 =2,58 =
-
Harga C Grafik
=2,606
3. Kurva
Penurunan Tekanan Vs Debit Nyata 20 18 16 14 ) 12 m c ( 10 h Δ 8
R² = 0.1614
Orifice Venturi
6
Expon. (Orifice)
4
R² = 0.371
2
Expon. (Venturi)
0 0
2
4
6
8
10
12
Q ( cm3/s )
4. Harga Cv ……………………………………….( 2 )
