Lapres Fluid Flow

8/17/2019 Lapres Fluid Flow

1/41

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I

“FLUID FLOW”

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Fluida adalah suatu zat yang dapat mengalami perubahan-perubahan

bentuknya secara kontinyu / terus-menerus bila terkana tekanan atau gaya geser

walaupun relatuf kecil. Secara garis besar fluida dapat dibedakan atau dikelompok

sebagai berikut : aliran tunak, aliran tak tunak, aliran termampatkan, aliran tak

temampatkan , aliran laminar , aliran turbulen dan aliran transisi. Fluida bila

muncul dalam suatu pipa memiliki tipe aliran fluida dimana tipe airan fluida ini

ditentukan olh bilangan reynold. Pada saat fluida mengalir melauli system

perpiaan, teradi kehilangan tekanan pada sepanang aringan pipa serta turbulensi

yang diakibatkan adanya gesekan fluida dengan kekasaran permukaan dinding

pipa bagian dalam.

Prosedur dalam percobaan ini terdapat dua tahap, yaitu kalibrasi dan

pengukuran penrunan tekanan !pressure drop" di dalam pipa dan fitting. Pada

tahap kalibrasi , #al#e pada pipa yang akan dilaliri oleh fluida dibuka terlebih

dahulu, sementara #al#e yang lainnya ditutup. Pertama, dilakukan percobaan

terhadap pipa $, #al#e pada pipa F ditutup sedangkan #al#e pipa $ dibuka.

Setelah itu, dilihat nilai tekanan yang tertera pada manometer, kemudian ukur

#olume fluida yang keluar dengan menggunakan gelas ukur. Percobaan ini

dilakukan sebanak lima kali. %akukan percobaan yang sama terhadap pipa &.

'uuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui nilai friction loss

dalam pipa yang dialiri fluida. Selain itu, mengetahui besarnya energy yang hilang

yang disebabkan oleh fittin padasistem perpipaan. (ari hasil perhitungan,

praktikan mengetahui nilai power pompa yang digunakan. (engan demikian,

praktikan dapat membandingkan nilaieksperimentaldari fanning friction loss dan

koefisien kontraksi dari hasil percobaan dan dari literatur.

Praktikum Operasi Teknik Kimia I 1UPN “VETERAN” JAWA TIMUR


2/41


“FLUID FLOW”

I.2 Tujuan Percobaan

). *engetahui nilai friction loss dalam pipa yang dialiri fluida.+. *encari nilai-nilai fanning friction factors dari koefisien untuk

dibandingkan hasil perhitungan secara eksperimental dengan yang

didapatkan dari literature.

. *engetahui besarnya energy yang hilang karena adanya fitting dalam

system perpipaan.

I.3 Manfaat Percobaan

). gar praktikan dapat menentukan enis aliran fluida secara eksperimental.

+. gar praktikan dapat mengetahui factor-faktor yang mempengaruhi suatu

aliran fluida.. gar praktikan dapat mengetahui sifat-sifat fluida yang melalui suatu

system perpipaan.



3/41


“FLUID FLOW”

BAB II

TINAUAN PU!TA"A

II.1. !ecara U#u#

Fluida adalah suatu zat yang dpat mengalir bisa berupa cairan atau gas.

Fluida mengubah bentuknya dengan mudah dan didalam kasus mengenai

gas,mempunyai #olume yang sama dengan #olume uladuk yang membatasi gas

tersebut. Pemakaian mekanika kepada medium kontinyu,baik benda padat

maupun fluida adalah didasari pada hukum gerak newton yang digabungkan

dengan hukum gaya yang sesuai.

Sala satu cara untuk menelaskan gerak suatu fluida adalh dengan

membagi bagi fluida tersebut menadi elemen #olume yang sangat kecil yang

dapat dinamakan partikel fluida danmengikuti gerak masing-masing partikel ini.

Suatu massa fluida yang mengalir selalu dapat dibagi-bagi menadi tabung

aliran,bila aliran tersebut adalah tunak, waktu tabung-tabung tetap tidak berubah

bentuknya dan fluida yang pada suatu saan berada didalam sebuah tatung akan

tetap berada dalam tabung ini seterusnya. ecepatan aliran didalam tabung aliran

adalah seaar dengan tabung dan mempunyai besar berbanding terbalik dengan

luas penampangnya.

onsep aliran fluida yang berkaitan dengan aliran fluida dalam pipa adalah :

). 0ukum kekentalan *assa

+. 0ukum ekentalan energi

. 0ukum kekentalan momentum1. atup

2. 3rifacemeter

4. rcameter !rotarimeter".

liran fluida dapat diaktegorikan:

)" liran laminar



4/41


“FLUID FLOW”

liran dengan fluida yang bergerak dalam lapisanlapisan, atau lamina

lamina dengan satu lapisan meluncur secara lancar . (alam aliran laminar

ini #iskositas berfungsi untuk meredam kecendrungan teradinya gerakan

relatif antara lapisan. Sehingga aliran laminar memenuhi hukum

#iskositas 5ewton yaitu : 6 7 8 dy/du

+" liran turbulen

liran dimana pergerakan dari partikel partikel fluida sangat tidak

menentu karena mengalami percampuran serta putaran partikel antar

lapisan, yang mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian

fluida kebagian fluida yang lain dalam skala yang besar. (alam keadaan

aliran turbulen maka turbulensi yang teradi membangkitkan tegangan

geser yang merata diseluruh fluida sehingga menghasilkan kerugian

kerugian aliran.

" liran transisi

liran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminar ke aliran

turbulen.

!ahirul, +9)1"

B$langan %e&nol'(

$ilangan eynolds merupakan bilangan tak berdimensi yang dapat

membedakan suatu aliran itu dinamakan laminar, transisi atau turbulen.

e 7 ;


5/41


“FLUID FLOW”

1999 biasa uga disebut sebagai bilangan eynolds kritis, sedangkan aliran

turbulen mempunyai bilangan e lebih dari 1999.

!*c &abe, )>>"

)$(ko($ta(


6/41


“FLUID FLOW”

A 7∀/t

(imana : A adalah debit aliran ! m/s"

< adalah kecepatan aliran ! m/s "

adalah luas penampang ! m+"

∀adalah #olume fluida ! m "

!hairul, +9)1"

r$ct$on Lo((

ehilangan gesekan pada sistem perpipaan !friction loss 7 Ff". 0ead loss

dapat dikategorikan dalam dua bagian, yaitu:

)" 0ead loss karena tahapan pipa yang terbentang sepanang pipa lurus.

(imana: Ff 7 friction loss / head loss !B/g"

% 7 panang pipa !m"

F 7 factor friction / fanning factor

( 7 kecepatan rata-rata !m"0arga f dapat dipengaruhi oleh besarnya C/( dari 5re, untuk menentukan

bilangan renold dapat menggunakan :

+" Friction loss !F", karena adanya perlengkapan pipa friction loss !F" uga

dipengaruhi oleh karakteristik perlengkapan fluida seperti elbow

!belokan", kerangan, ekspansi dan lain-lain. (engan memisahkan antara

pipa lurus dan pipa ber-fitting dan memasukan harga factor yang

tergantung pada enis fitting masing-masing.

(imana : kf 7 koefisien kehilangan masing-masing fitting.

=ntuk koefisien tersebut dapat dilihat pada:a" Friction loss karena kerangan !Ff#"



7/41


“FLUID FLOW”

dianggap nol !9" karena diasumsikan tidak ada pipa lurus dan harga

kf tergantung pada besar dan enis kerangan.

b" Friction loss karena adanya belokan !Ffelb"

harga felb tergantung pada besarnya ari-ari elbow terhadap ari-

ari pipa.

c" Friction loss karena adanya kontraksi tiba-tiba !Ffc"

(imana:

) 7 luas permukaan terkecil !m+"

+ 7 luas permukaan terbesar !m+"

< 7 kecepatan rata-rata pipa kecil !m/det"

oefisien untuk turbulen 7 )

oefisien untuk laminar 7 -)/+

d" Friction loss karena adanya ekspansi tiba-tiba !Ffe@"

'eradi penghilangan energi pada fluida yang disebabkan oleh fitting , yang mana

fitting tersebut atas empat enis, yakni:

). Cntra!tinDaitu pipa yang mengalami pengukuran !rss se!tina" area secara

mendadak dari saluran dengan membentuk pinggiran yang taam, sehingga

tekanan yang melewatinya akan bertambah. dapun gambaran dari

!ntra!tin #



8/41


“FLUID FLOW”

Eambar .+ Cntra!tin

(engan persamaan :

+. En"argement

Daitu pipa yang mengalami penambahan !rss se!tina" area secara

mendadak dari saluran, sehingga tekanan yang melewatinya semakin kecil.

dapun gambaran dari en"argement :

Eambar . En"argement

. $ng %en&

Daitu belokan panang pada pipa dengan sudut yang melingkar dan !rss

se!tina" area yang besar sehingga tekanan kecil. dapun gambaran "ng

'en& pada pipa

Eambar .1 $ng %en&

1. ()rt %en&

Daitu belokan pipa seperti "ng 'en& tetapi lebih pendek dan !rss

se!tina" area yang lebih kecil sehingga tekanannya lebih besar. dapun

gambaran dari s)rt 'en& adalah:



9/41


“FLUID FLOW”

Eambar .2 ()rt %en&

2. E"'* %en&

Daitu merupakan belokan pada pipa yang membentuk pipa siku-siku !>99"

dengan !rss se!tina" area yang sangat kecil sehingga menimbulkan

tekanan yang sangat besar. dapun gambaran dan e"'* 'en&s adalah:

Eambar .4 E"'* %en&

4. Mitre %en&

Daitu pipa yang memiliki !rss se!tina" area yang besar sehingga pada

pipa yang dialiri oleh fluida akan menimbulkan tekanan yang kecil.

*etode untuk memperkirakan beberapa "sses, dipaparkan sebagai berikut:

+, (u&&en en"argement "sses. Bika !rss se!tin dari pembesaran pipa

berangsur-angsur, sangat kecil atau tidak ada e-tra "sses maka tidak teradi.

kan tetapi, ika perubahan secara tiba-tiba hasil dalm pertambahaan "sses

karena terbentuk putaran dari .et e-pan&ing dalam en"arge se!tin.

/ri!tin "sses ini bisa ditentukan dengan mengikuti aliran dalam kedua

se!tin. $erikut persamaannya:

(imana, he@ 7 fri!tin "sses !B/g"

ke@ 7 !efi!ient e-pansin "ss !)-)/+"

#) 7 kecepatan tinggi aliran dalam wilayah lebih kecil !m/s"

#+ 7 kecepatan rendah aliran !m/s" G 7 ),9

Bika aliran laminer dalam kedua se!tin, faktor G dalam persamaan menadi H.



10/41


“FLUID FLOW”

0, (u&&en !ntra!tin "sses. etika !rss se!tin dari pipa berangsur-angsur

berkurang, aliran tidak dapat melewati tikungan taam, dan pertambahan

fri!tin "ss karena teradi putaran. =ntuk aliran turbulen, persamaannya

sebagai berikut:

(imana, hc 7 fri!tin "sses

!B/g"

c 7 !efi!ient !ntra!tin "ss 19,22!)-)/+"


11/41


“FLUID FLOW”

IP/; J IK g/gc JI#/+Ggc J hf 7 -wp

(imana :IP/; 7 Perbedaan 'ekanan

IK g/gc 7 $eda energy potensial

I#/+Ggc 7 $eda energi kinetis

0f 7 umlah kehilangan energi akibat friksi yang teradi

-wp 7 energi yang diberikan dari luar ! power pompa"

!Duniar,+9)1"



12/41


“FLUID FLOW”

BAB III

PELA"!ANAAN P%A"TI"UM

III.1 Ba/an &ang D$gunakan

). ir

III.2 Alat &ang D$gunakan

). angkaian alat fluid flow

+. Eelas ukur

. Cmber

1. &orong

2. Stopwatch

III.3 -a#barAlat

Skema angkaian lat Fluid Flow :

Eelas=kur Cmber Stopwatch



13/41


“FLUID FLOW”

III.0 )ar$abel

). $ukaan 71

4 ?2

4 ?3

4 ?4

4

+. Laktu !t" 7 2 detik

. Pipa 7 $ dan C

1. Satuan 7 S

III. Pro(e'ur

). 5yalakan pompa dan buka #al#e F, tunggu hingga lau alir fluida yang

keluar dari #al#e F menadi konstan

+. emudian buka #al#e pada pipa $ yang akan dialiri fluida dengan

bukaan1

4 , dan secara bersamaan tutup #al#e pada pipa F serta #al#e

pada pipa-pipa lain yang tidak dialiri fluida !, &, (, C"

. Fluida akan mengalir melalui pipa $, lalu menuu orifice meter

1. Selanutnya, orifice meter akan beruung pada manometer raksasa, ukur

pressure drop dari penampang pipa lurus dan penampang berbagai

macam fitting, catat data pressure drop

2. 'ampung air yang keluar dalam waktu 2 detik, ukur dan catat

#olumenya

4. %akukan percobaan diatas sebanyak 2 kali.

M. =langi prosedur diatas dengan #ariabel bukaan2

4 ?3

4 dan4

4

N. %akukan prosedur diatas untuk pipa C dengan #ariabel bukaan yang

sama yaitu1

4 ?2

4 ?3

4 dan4

4

1.



14/41


“FLUID FLOW”

BAB I)

HA!IL DAN PEMBAHA!AN

I).1 Tabel Ha($l Penga#atan


15/41


“FLUID FLOW”

2 +999 .+ 2.1

%atarata )>9N .) 2.4

/1 2

) )>M9 . 2.2

+ )>N9 . 2.2

+999 .1 2.2

1 +)99 .2 2.4

2 ++99 .1 2.4

%atarata +929 .N 2.21

1/1 2

) +29 .2 4.>

+ +199 .2 4

+129 .M 4

1 +1N9 .M 4

2 +1>9 .M 4

%atarata +11 .4+ 2.>N

2, P$*a E

$ukaan t !s"Percobaa

n ke-

9.M 9.N

+ NM9 ) 9.M 9.N

>99 ) 9.> 9.> .+

1 >)9 ).) 9.> 9.> .+

2 >+9 ).) 9.> 9.> .

%ata

rataN>9 ).9+ 9.N+ 9.NN .)1



16/41


“FLUID FLOW”

+/1 2

) ))99 ) ) 9.> .2

+ ))49 ).) ). ) .2

)+99 ).+ ). ) .M

1 )+29 ).+ ). ).) .M

2 )99 ). ).1 ).+ .M

%ata

rata)+9+ ).)4 ).+4 ).91 .4+

/1 2

) )129 ).2 ). ) 1

+ )499 ).M ). ) 1.)

)429 + ).1 ).+ 1.)

1 )MN9 + ).2 ).+ 1.+

2 )N99 + ).2 ).+ 1.+

%ata

rata)424 ).N1 ).1 ).)+ 1.+

1/1 2

) )N9 ).> ).M ).> 1.

+ )N29 ).> ).M ).> 1.1

)M49 ).> ).N ).> 1.4

1 )M>9 + ).N ).N 2

2 )MM9 + + ).N 2

%ata

rata)N99 ).>1 ).N ).N4 1.41



17/41


“FLUID FLOW”

I).2 Tabel Ha($l Per/$tungan

1, P$*a B

a" 'abel Perhitungan

∆ P

ρ

$ukaan*anometer !grf/cm+" IP

!grf/cm+"

;

!gr/cm"IP/;

0iau 0itam

)/1 4.)M4 4>.>91 2.91 ) 2.91

)/+ 1.2+ M+.N>4 2N.+9N ) 2N.+9N

/1 12.>4N M2.11 49.424 ) 49.424

) 1>.++ N).+N 42.+N ) 42.+Nata-rata 1.M+1 M1.N4N 2>.+>4 ) 2>.+>4

b" 'abel Perhitungan ICp !Cnergi Potensial"

$ukaan K+ !cm" K) !cm" IK !cm"g/gc

!grf/gr "

Cp 7 IK

!g/gc"

)/1 )1> 4) NN ) NN

)/+ )1> 4) NN) NN

/1 )1> 4) NN ) NN

) )1> 4) NN ) NN



18/41

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I “FLUID FLOW”

c" 'abel Perhitungan Ck !Cnergi inetik"

$ukaan+ +.441 ) 9.99N>) )N+1M.)+41 ) >N9 ).>99

H )>9N 2 N).4 2.2M)) 4N.1>4 +.441 ) 9.99N>) +91M>.M)2> ) >N9 +.>M

Q +929 2 1)9 2.2M)) M.2>1) +.441 ) 9.99N>) ++99.NNMM ) >N9 +.M4

) +11 2 1N4.N 2.2M)) NM.M>2 +.441 ) 9.99N>) +4)+2.2>)2 ) >N9 .N>22

Praktikum Operasi Teknik Kimia I 18

UPN “VETERAN” JAWA TIMUR


19/41


d" 'abel Perhitungan 0ead %oss, 0f !'eoritis"

$ukaan Eesekan k f 7

)4/5re

I%

!cm"# !cm/s"

gc

!cm/s+"G

(

!cm"Rft

hf teori

!cm gf/gr"R hf teori

Pipa %urus ) sch 19 9.999)2 9.999NN N)

4).9+>+

>N9 ) +.441 ) +9M.29+>

+91>.++MMClbow >9T ! ) " 9.M2 - - >N9 ) - N )).19)M

Eate N9 ) - N )1.4+2

Eate N9 ) - N )4.2M>>

Eate N9 ) - N +.M9

Eate


20/41


$ukaan IP/; ICk ICphf

!cm gf/gr"

!-" Lp

percobaan# !cm/s"

!cm+"

;

!gr/cm"ṁ

!gr/s"

Power pompa

!cm grf/s"

Power rata

-rata

!cm grf/s"

Power pompa

!0P"

)/1 2.91 ).>99 NN +91>.++MM +)>+.)4M> 4).9+>+ 2.2M)) ) 19 M12M.)

191.4 9.99992+9N +/1 2N.+9N +.>M NN +9).244N +129.)4N2 4N.1>4 2.2M)) ) N).4 >1>N1.)

/149.424 +.M4 NN

+1M1.9N1 +4+2.12MM M.2>1) 2.2M)) ) 1)9 )9M41M.M

) 42.+N .N>22 NN +>1).+2>> 9>N.121 NM.M>2 2.2M)) ) 1N4.N )29N)N.1

f" 'abel Perhitungan 0f dengan Cffisiensi Pompa 42O

$ukaan IP/; ICk ICpPower pompa

!cm grf/s"Cffisiensi

Power

percobaan !gr/s"ṁ Lp percobaan R hf percobaan

)/1 2.91 ).>99 NN

)944+4>.24

9.42

)4191)1.>1

19 1N+1.M2 14N).N9M>

)/+ 2N.+9N +.>M NN 9.42 N).4 1+>N.MN 1)29.)MN)

/1 49.424 +.M4 NN 9.42 1)9 199).9) N1>.2>)1

) 42.+N .N>22 NN 9.42 1N4.N 4>.M> +)+.4)2N




21/41


“FLUID FLOW”

2, P$*a E

a" 'abel Perhitungan∆ P ρ

$ukaan*anometer !grf/cm+"

IP

!grf/cm+"

;

!gr/cm"IP/;

uning $iru =ngu 0itam

)/1 ).NM+ )).>4N )).)2+ 1+.M91 )>.>+1 ) )>.>+1

+/1 )2.MM4 )1.)11 )M.)4 1>.++ +1.9M+ ) +1.9M+

/1 +2.9+1 )2.++ )>.91 24.9+ +N.N+ ) +N.N+

) +4.N1 +2.+>4 +1.1N 4.)91 1.N)4 ) 1.N)4

ata-rata +9.+41 )4.44 )M.>2+ 2+.M4N +4.>)) ) +4.>))

b" 'abel Perhitungan ICp !Cnergi Potensial"

$ukaan K+ !cm" K) !cm" IK !cm"g/gc !grf/gr

"

Cp 7 IK

!g/gc"

)/1 N1 +N 24 ) 24

)/+ N1 +N 24 ) 24

/1 N1 +N 24 ) 24

) N1 +N 24 ) 24



22/41


c" 'abel Perhitungan Ck !Cnergi inetik"

$ukaan9 2 )MN ).>2> >9.N4+4N291 ).2N ) 9.99N>) )4))+.2M1> ) >N9 1.+)+

)/+ )+9+ 2 +19.1 ).>2> )++.M)24M) ).2N ) 9.99N>) +)M4).9+N) ) >N9 M.4N+

/1 )424 2 ).+ ).>2> )4>.942N1>> ).2N ) 9.99N>) +>>N9.+2)M ) >N9 )1.2N

) )N99 2 49 ).>2> )N.M4M++N+ ).2N ) 9.99N>) +2NM.+9) ) >N9 )M.++>N

d" 'abel Perhitungan 0ead %oss, 0f !'eoritis"

$ukaan Eesekan k f 7

)4/5re

I%

!cm"# !cm/s"

gc

!cm/s+"G

(

!cm"Rft

hf teori

!cm gf/gr"R hf teori

)/1Pipa %urus ) sch 19 9.999)2

9.999>

>1

>9.N4+M>N9 ) +.441 )

+.M)>2

)N9.>)N9

Pipa %urus 9,2 sch 19 9.999)29.999>

>M+ >N9 ) ).2N )

1.219N

Clbow >9T ! ) " 9.M2 - - >N9 ) - > +N.1+M

Clbow >9T ! 9,2 " 9.M2 - - >N9 ) - N +2.+M4

ontraksi ) - 9,2 9.2M - - >N9 ) - ) ).29)NEate N9 ) - + )+.44N

Clbow 12T ! 9,2 " 9.2 - - >N9 ) - + +.>1N4




23/41


Ckspansi ! ) - 9,2 " 9.1+9 - - >N9 ) - ) ).MM9)

)/+

Pipa %urus ) sch 19 9.999)29.999M

11

)++.M)4

>N9 ) +.441 ).4M+N

)N2.)NNM

Pipa %urus 9,2 sch 19 9.999)29.999M

1M+ >N9 ) ).2N )

4.)+M

Clbow >9T ! ) " 9.M2 - - >N9 ) - > 2).N4)N

Clbow >9T ! 9,2 " 9.M2 - - >N9 ) - N 14.9>>1ontraksi ) - 9,2 9.2M - - >N9 ) - ) +.M>

Eate N9 ) - + +.91>M

Clbow 12T ! 9,2 " 9.2 - - >N9 ) - + 2.MN

Ckspansi ! ) - 9,2 " 9.1+9 - - >N9 ) - ) .++N4

/1

Pipa %urus ) sch 19 9.999)29.9992

1

)4>.944

>N9 ) +.441 )2.9499

+N).29+4

Pipa %urus 9,2 sch 19 9.999)29.9992

M+ >N9 ) ).2N )

N.11>9

Clbow >9T ! ) " 9.M2 - - >N9 ) - > >N.1M

Clbow >9T ! 9,2 " 9.M2 - - >N9 ) - N NM.1>>N

ontraksi ) - 9,2 9.2M - - >N9 ) - ) 2.)>>1

Eate N9 ) - + 1.M1>>

Clbow 12T ! 9,2 " 9.2 - - >N9 ) - + )9.+9N

Ckspansi ! ) - 9,2 " 9.1+9 - - >N9 ) - ) 4.)+N)

) Pipa %urus ) sch 19 9.999)2 9.9991 1 )N.M4M >N9 ) +.441 ) 2.2999 M.1)M




24/41


>

Pipa %urus 9,2 sch 19 9.999)29.9991

>M+ >N9 ) ).2N )

>.)NM

Clbow >9T ! ) " 9.M2 - - >N9 ) - > ))4.9))

Clbow >9T ! 9,2 " 9.M2 - - >N9 ) - N )9.MNN

ontraksi ) - 9,2 9.2M - - >N9 ) - ) 4.)19

Eate N9 ) - + 2).4N>1

Clbow 12T ! 9,2 " 9.2 - - >N9 ) - + )+.949>

Ckspansi ! ) - 9,2 " 9.1+9 - - >N9 ) - ) M.+19+

e" 'abel Perhitungan Power Pompa !'eoritis"

$ukaan

IP/; ICk ICphf

!cm gf/gr"!-" Lp

percobaan#

!cm/s"

!cm+";

!gr/cm"ṁ

!gr/s"Power pompa

!cm grf/s"

Power rata-rata

!cm grf/s"

Power pompa !hp"

)/1 )>.>+1 +.>>) 24 )N9.>)N9 +2>.N >9.N4+M ).>2> ) )MN 14+29.+NM>

+MM.1 9.999941N9)/+ +1.9M+ .2M2M 24 )N2.)NNM +4N.N41 )++.M)2M ).>2> ) +19.1 414+N.+4>+N

/1 +N.N+ .>) 24 +N).29+4 M9.+4MM )4>.942N ).>2> ) ).+ )++4+.42+

) 1.N)4 1.9M1 24 M.1)M 1+.142+ )N.M4M+ ).>2> ) 49 )224NM.12>1




25/41


f, 'abel Perhitungan 0f dengan Cffisiensi Pompa 42O

$ukaan IP/; ICk ICpPower pompa

!cm grf/s"Cffisiensi

Power

percobaan

ṁ

!gr/s"Lp percobaan R hf percobaan

)/1 +.) 9.N>M9 NN

>M+>>.4MM

9.42

)1>4>).N))1

)29 >>M.>12 >94.>1N1

+/1 +.2+2 ).)12M NN 9.42 )41 >)+.M22 N+).9N1

/1 +.42 ).+M91 NN 9.42 )M+ NM9.9) MMN.N9N

1/1 +.M2 ).MN>) NN 9.42 )N9 N).4+) M>.9N+)




26/41


“FLUID FLOW”

I).3 -raf$k

1, P$*a Ba"

0 1/ 4 1/ 2 3/ 4 1

250

300

350

400

450

500

340

381.6410

486.8

Bukaan Valve vs Q

Bukaan Valve vs Q

Bukaan Valve

Q (cm3/s)

$ukaan


27/41


“FLUID FLOW”

b"

0 1/ 4 1/ 2 3/ 4 1

1900

2400

2900

3400

3900

4400

4900

2049.2277

2301.56682474.0384

2941.2599

4681.8079

4150.1781

3849.5914

3212.6158

Bukaan Valve vs Hf

Bukaan Valve vs Hf Percoaan Bukaan valve vs Hf !eor"

Bukaan Valve

Hf

$ukaan


28/41


“FLUID FLOW”

c"

300 350 400 450 500

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

2049.22772301.5668

2474.0384

2941.2599

4681.8079

4150.1781

3849.5914

3212.6158

Q vs Hf

Q vs Hf Percoaan Q vs Hf #eor"

Q (cm3/s)

Hf

A #s 0f

2, P$*a E



29/41


“FLUID FLOW”

a"

0 1/ 4 1/ 2 3/ 4 1

150

200

250

300

350

400

178

240.4

331.2

360

Bukaan Valve vs Q

Bukaan valve vs Q

Bukaan Valve

Q (cm3/s)

$ukaan


30/41


“FLUID FLOW”

b"

0 1/ 4 1/ 2 3/ 4 1

0

200

400

600

800

1000

180.9180 185.1887281.5026

337.3417

906.9484821.0843

778.3808 739.0821

Bukaan Valve vs Hf

Bukaan valve vs Hf Percoaan Bukaan valve vs Hf #eor"

Bukaan valve

Hf

$ukaan


31/41


“FLUID FLOW”

c"

150 200 250 300 350 400

0

200

400

600

800

1000

180.9180 185.1887

281.5026337.3417

906.9484821.0843

778.3808739.0821

Q vs Hf

Q Vs Hf Percoaan Q vs Hf !eor"

Q (cm3/s)

Hf

A #s 0f

I). 1. Pe#ba/a(an

Pada percobaan ini kami menggunakan pipa $ dan pipa C dengan empat #ariabel

bukaan #al#e yang berbeda yaitu )/N, /N, 2/N dan M/N. (alam percobaan fluid flow ini

pengamatan yang dilakukan yaitu terhadap perbedaan tekanan yang ditunukan oleh

manometer dan umlah #olume air yang keluar dari pipa dan mengukurnya dengan gelas

ukur selama 2 detik fluida mengalir, dengan empat kali percobaan untuk masing-masing

bukaan #al#e. Seluruh perhitungan dalam percobaan ini menggunakan satuan S.



32/41


“FLUID FLOW”

Pada pipa $ hasil yang diperoleh antara lain saat bukaan )/N diperoleh debit air

sebesar +.4 cm

/s, untuk bukaan /N diperoleh debit air sebesar +41 cm

/s ,untuk bukaan 2/N diperoleh debit air sebesar +MN cm/s dan untuk bukaan M/N didapat debit air

sebesar +N>.> cm/s. Sedangkan untuk pipa C hasil yang didapat antara lain saat bukaan

)/N diperoleh debit air sebesar )29cm/s, untuk bukaan /N diperoleh debit air sebesar )41

cm/s ,untuk bukaan 2/N diperoleh debit air sebesar )M+ cm/s dan untuk bukaan M/N

didapat debit air sebesar )N9 cm/s. $erdasarkan data tersebut diketahui bahwa semakin

besar pipa dan bukaan #al#e, maka debit aliran fluida semakin besar nilainya. 0al ini

dikarenakan bahwa debit aliran suatu fluida dapat dipengaruhi oleh luas penampang pipa

dan bukaannya.

=ntuk data yang diperoleh dari grafik A !debit aliran" #ersus bukaan #al#e pada

pipa $ maupun C, diperoleh grafik yang menanak. rtinya semakin besar bukaan pada

gate #al#e maka kecepatan linier suatu fluida semakin tinggi. =ntuk data yang diperoleh

dari grafik 0f #ersus bukaan pada pipa $ maupun C, diperoleh nilai 0f percobaan auh

lebih besar daripada nilai 0f teori. Pada grafik tersebut ditunukkan bahwa semakin besar

bukaan #al#e maka head loss semakin kecil, hal ini dikarenakan bahwa gaya gesekan

yang teradi antara air yang mengalir dan pipa semakin kecil. (an untuk data pada grafik

A !debit aliran" #ersus 0f, diperoleh nilai 0f percobaan uga auh lebih besar daripada

nilai 0f teori. Pada grafik tersebut ditunukkan bahwa semakin besar debit air, maka

semakin kecil nilai 0f. 0al ini dikarenakan semakin besar tekanan yang mempengaruhimaka debit aliran air semakin besar dan menyebabkan gaya gesek dalam pipa semakin

kecil.



33/41


“FLUID FLOW”

BAB )

"E!IMPULAN DAN !A%AN

). 1. "e($#*ulan

). Semakin besar bukaan #al#e, maka #olume air yang tertampung selama 2 detik

dari pipa $ dan C semakin besar.

+. Semakin besar bukaan #al#e, debit air yang mengalir dalam pipa semakin besar

dikarenakan tekanan yang ada didalam pipa pada saat air mengalir semakin besar

. Semakin besar bukaan #al#e maka semakin kecil nilai 0f, hal ini dikarenakan bahwa gaya gesekan yang teradi antara air yang mengalir dan pipa semakin kecil

1. Semakin besar A maka semakin kecil nilai 0f, hal ini dikarenakan semakin

besar tekanan yang mempengaruhi maka debit aliran air semakin besar dan

menyebabkan gaya gesek dalam pipa semakin kecil

). 2. !aran

). Pada percobaan fluid flow ini, sebaiknya praktikan memperhatikan dengan teliti,

pada saat #al#e akan dibuka dan ditutup, karena ika tidak tepat dan tepat waktu,

nilai yang didapat dalam perhitungan akan tidak sesuai.

+. Perhatikan dengan teliti untuk menghitung tinggi manometer agar tidak teradi

kesalahan dalam perhitungan dan pembuatan grafik.

. Sebaiknya sebelum praktikum diperhatikan untuk kebersihan alat fluid flow yang

akan digunakan agar hasil pengamatan yang didapat sesuai dengan yang

seharusnya.



34/41


“FLUID FLOW”

DATA% PU!TA"A

nonim. +9)9. U. 'inauan PustakaV. !digilib.unila.ac.id/4NM+/)2/ )2O+9$$

O+9.pdf". (iakses pada tanggal 2 *aret +9)4 pukul +):91 L$

nonim. +9)+. UPraktikum 3perasi 'eknik imia *odul N: Fluid FlowV. Surabaya:

=P5 U


35/41


“FLUID FLOW”

APPENDI

Perhitungan untuk pipa $ bukaan #al#e )/1:

). *enghitung

∆ P

ρ

ata-rata tekanan manometer hiau 7 .+)2 cm0g

ata-rata tekanan manometer hitam 7 2.292 cm0g

1 c#Hg 4 13.5 grf6c#2

(ikon#ersikan untuk rata-rata tekanan manometer hiau, sehingga nilainya menadi:

.+)2 cm0g 7 .+)2 @ ).4 7 1.M+1 grf/cm+

(ikon#ersikan untuk rata-rata tekanan manometer hiau, sehingga nilainya menadi:

2.292 cm0g 7 .M)+2 @ ).4 7 M1.N4N grf/cm+

Badi, IP rata-rata 7

43.724+74.8682

grf

cm2=¿

2>.+>4grf/cm+

(iketahui ; 7 ) gr/cm

Sehingga

∆ P

ρ 759.296

1

grf /cm2

gr /cm3 7 2>.+>4

cm. grf

gr

+. *enghitung ICp

∆ Ep=∆ Z g

gc

- *enghitung IK:

(iketahui data sebagai berbagai:

'inggi pompa ke lantai !K)" 7 4) cm

'inggi #al#e $ ke lantai !K+" 7 )1> cm

Badi, IK 7 NN cm

- 5ilai g 7 >N9 cm/s+

5ilai gc 7 >N9 cm/s+

Sehingga, ICp 7∆ Z g

gc=88cm x 980 cm/s

2

980 cm/s2 7 NN cm



36/41


“FLUID FLOW”

. *enghitung ICk

ICk 7 v

2

2 αgcv

2

2αgc

• *enghitung niai debit air yang keluar pipa !A", diketahui data:


37/41


“FLUID FLOW”

5e X 1999, maka enis alirannya turbulen dengan G 7 )

Badi, ICk 7∆ v

2

2αgc 7(61.0292 cm/s)

2

2x1x980 cm/s2 7 ).>99 cm.gf/gr

1. *engitung k diketahui data sebagai berikut:

a" Pipa lurus )Vsch 19 7 9.999)2

b" Clbow >9Y !)V" 7 9.M2

c" Eate


38/41


“FLUID FLOW”

2. *enghitung Friction Factor

5ilai 5e pada pipa lurus bukaan )/1 7 )N+1M.))1

Badi f 7

16

!"e 716

18247.1143=¿

9.999NM4

4. *enghitung nilai 0f secara teoritis

a" Pipa lurus )V sch 19, diketahui data-data sebagai berikut:

f 7 9.99)+N ( 7 +,441 cm gc 7 >N9 cm/s+

I% 7 N) cm # 7 4).9+>+ cm/s G 7 ) !aliran turbulen"

Badi, 0f 74 f

∆ #

D

v2

2 α gc

74 x 0.00128 x

831 cm

2,664cm x

(61.0292cm

s )

2

21 (980 cm

s2 )

7 +9M.29+> cm.grf/gr

b" Clbow >9Y, diketahui data-data sebagai berikut:

k 7 9.M2 # 7 4).9+>+ cm/s gc 7 >N9 cm/s+

Badi, 0f 7 k v

2

2gc

70.75

(61.0292cm

s )

2

2(980 cm

s2 )

7 )).19)M cm.grf/gr

arena ada total N fitting elbow >9 Y pada pipa $, maka 0f dikalikan dengan

umlah fitting !Zft" elbow. Sehingga, nilai 0f menadi )).19)M cm.grf/gr

c" Eate #al#e !)V", diketahui data-data sebagai berikut:

k 7 9.)M # 7 4).9+>+ cm/s gc 7 >N9 cm/s+

Badi, 0f 7 k v

2

2gc



39/41


“FLUID FLOW”

70.17

(61.0292cm

s

)2

2(980 cm

s2 )

7 9.+9 cm.grf/gr

d" 'otal 0f !Z0f" pada pipa $ bukaan #al#e )/N

Z0f 7 0f pipa lurus )V sch 19 J 0f Clbow >9Y !)V" J 0f Eate .++M4cm.grf/gr

M. *enghitung Lp percobaan, diketahui data-data sebagai berikut:

Z0f 7 +91>.++MM

cm. grf

gr ICk 7 ).>99cm. grf

gr

∆ P

ρ 7 2.91cm. grf

gr ICp 7 NNcm. grf

gr

- Lp percobaan 7

∆ P

ρ +∆ Z

g

gc Jv

2

2 αgc J Z0f

7

∆ P

ρ +¿

ICp J ICk J Z0f

7 !2.91 J NN J ).>99 J +91>.++MM"

cm. grf

gr

7 +)>+.)4M>cm. grf

gr

N. *enghitung m, diketahui data-data sebagai berikut:

# 7 4).9+>+ cm/s ; air 7 ) gr/cm

pipa )V sch 19 7 2.2M)) cm+

m=v x A x ρair



40/41


“FLUID FLOW”

¿61.0292cm

s

x 5.5711 cm2 x 1

gr

cm3

¿340 gr

s

>. *enghitung power pompa percobaan, diketahui data-data sebagai berikut:

-Lp percobaan 7 +)>+.)4M>cm. grf

gr m 7 19gr

s

Power pompa percobaan 7 -Lp @ m

7 +)>+.)4M>cm. grf

gr @ 19gr

s

7 M12M.9N4

cm. grf

s

Power pompa rata-rata !dari seluruh #ariable bukaan #al#e" 7191.4

cm. grf

s

o#ersi power pompa ke dalam satuan 0orse Power !0P":

)cm. grf

s 7 9.9+N9N1 @ 9.99++914ft .l$f

s

) hp 7 229

ft .l$f

s

Sehingga power pompa 7(404.6 cm.grf s x 0.0328084 x 0.0022046

ft. l$f

s )550

¿5.3208 x 10−5 %P

)9. *enghitung nilai 0f percobaan, diketahui data-data sebagai berikut:

∆ P

ρ 7 2.91cm. grf

gr

Power pompa rata-rata 7 )944+4>.24

cm. grf

s

ICk 7 ).>99

cm. grf

gr Cffisiensi pompa 7 42O 7 9.42



41/41


“FLUID FLOW”

ICp 7 NN

cm. grf

gr m 7 19

gr

s

Power pompa percobaan 7

Po&er pompa rata−rata Effisiensi pompa

¿1066269.356

cm. grf

s

0.65

7 )4191)1.>1

cm. grf

s

Lp percobaan 7

Po&er pompa

m

¿

1640414.394 cm.grf

s

340 gr

s

7 1N+1.M2

cm. grf

gr

0f percobaan 7 Lp percobaan -

∆ P

ρ −¿

ICp - ICk

7(4824.75−53.04−88−1.9003)

cm.grf

gr

7 14N).N9M>

cm. grf

gr

Lapres Fluid Flow

Documents

Transcript of Lapres Fluid Flow