Laporan Pendahuluan Rangkaian Pompa Seri Dan Paralel [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM PRESTASI MESIN POMPA SERI DAN PARALEL



Oleh : Nama



: Novaldi Andryoga



NIM



: 1707122616



Kelompok : C3



PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN S1 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU 2020



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tujuan dan prinsip kerja rangkaian pompa seri a. Tujuan Menaikkan head/tekanan discharger pompa. Pada suatu kondisi, dimana kapasitas atau head yang diperlukan tidak dapat dicapai dengan satu pompa saja, maka selanjutnya dapat digunakan dua pompa atau lebih untuk mencapai kondisi head dan kapasitas yang diperlukan, dengan merangkai pompa tersebut secara seri maupun paralel. b. Prinsip Kerja



Gambar 2. 1 2 Buah Pompa yang Identik dengan Rangkaian Seri Kurva A adalah kurva pompa untuk satu buah pompa. Kurva B terbentuk dengan mempararelkan laju aliran sehingga dapat memperlihatkan karakteristik pompa di rangkaian operasi paralel. kurva C merepresentasikan sistem pipa ketika penambahan pompa kedua adalah sebesar 50 % pada sistem yang di lalui, kurva D memperlihatkan kepada kita kurva yang lebih curam dari sistem pipa jika sistem dinaikan sebesar 20 %. Gambar di atas ini memperlihatkan efek dari pemasangan 2 pompa dalam rangkaian seri. Kurva A adalah kurva head flow rate untuk satu buah pompa.



Kurva kombinasi untuk kedua pompa. B. dibentuk dengan mempararel kurva A head untuk setuap nilai dari laju aliran. Keuntungan dari penambahan pompa dapat di lihat dengan memeriksa perpotongan dari kurva sistem pipa. yaitu kurva C dan D dengan kurva Pompa. 2.2 Tujuan dan prinsip kerja rangkaian pompa pararel a. Tujuan Menaikkan kapasitas tekanan pada pompa.Pada suatu kondisi, dimana kapasitas atau head yang diperlukan tidak dapat dicapai dengan satu pompa saja, maka selanjutnya dapat digunakan dua pompa atau lebih untuk mencapai kondisi head dan kapasitas yang diperlukan, dengan merangkai pompa tersebut secara seri maupun paralel. b. Prinsip Kerja



Gambar 2. 2 Operasi seri dan paralel pompa karakteristik sama Pada kurva karakterisitik diatas menunjukan pompa yang dipasang secara seridan paralel. Dimana untuk pompa tunggal diberi tanda (1), pompa seri (2),dan pompa paralel (3). Ditunjukan tiga buah kurva dari head-kapasitas sistem,yaitu R1,R2,



dan



R3.



Pada



kurva



R3,



menunjukan



tahanan



yang



lebih



tinggidibandingkan dengan R1 dan R2. Jika sistem memiliki kurva head-kapasitas R3,maka titik kerja pompa 1 akan terletak di D. Jika pompa disusun secara serisehingga menghasilkan kurva 2, maka titik kerjanya akan berpindah ke E yangtidak sama dengan dua kali lipat head di D, karena ada perubahan yang



berupakenaikan kapasitas. Jika sistem memiliki kurva head-kapasitas R1 maka titik kerja pompa 1 akan terletak di A. Andaikan pompa disusun secara paralel sehingga menghasilkan kurva 3 maka titik kerjanya akan berpindah ke B, disini dapat terlihat bahwa kapasitas di titik B tidak sama dengan dua kali lipat kapasitas pada titik A, karena ada perubahan kenaikan head sistem. Andaikan sistem memiliki kurva karakteristik seperti R2, maka laju aliran akan sama untuk susunan secara seri ataupun paralel. Akan tetapi jika karakteristik sistem adalah R1 dan R3, maka akan diperlukan pompa susunan seri atau paralel. Jadi rangkaian seri digunakan untuk menaikan head, sedangkan paralel berguna untuk menaikan kapasitas aliran (Sularso, 1994). 2.3 Hukum Bernauli Hukum Bernoulli menyatakan bahwa kenaikan kecepatan aliran fluida akan menyebabkan penurunan tekanan fluida secara bersamaan atau penurunan energi potensial fluida tersebut. Intinya adalah tekanan akan menurun jika kecepatan aliran fluida meningkat. Hukum Bernoulli dinamakan dari Daniel Bernoulli yang pertama kali mencetuskan hukum ini berdasarkan bukunya yang berjudul ‘Hydrodynamica’ yang diterbitkan pada tahun 1738. Hukum Bernoulli dapat diaplikasikan pada berbagai jenis aliran fluida dengan beberapa asumsi. Agar hukum bernoulli dapat dipakai dan diterapkan, maka diperlukan asumsi-asumsi yang mengenai fluida kerjanya, diantaranya adalah: a. Fluida tidak dapat dimampatkan (incompressible). b. Fluida tidak memiliki viskositas (inviscid). c. Aliran Fluida tidak berubah terhadap waktu (steady). d. Aliran fluida laminar (bersifat tetap, tidak ada pusaran). e. Tidak ada kehilangan energi akibat gesekan antara fluida dan dinding. f. Tidak ada kehilangan energi akibat turbulen. g. Tidak ada energi panas yang ditransfer pada fluida baik sebagai keuntungan ataupun kerugian panas. Persamaan Bernoulli berhubungan dengan tekanan, kecepatan, dan ketinggian dari dua titik point (titik 1 dan titik 2) aliran fluida yang bermassa



jenis. Persamaan ini berasal dari keseimbangan energi mekanik (energi kinetik dan energi potensial) dan tekanan. Tekanan + Ekinetik + Epotensial = konstan Dalam bentuk lain, persamaan Bernoulli diatas dapat dituliskan menjadi: Dimana : P = adalah tekanan (Pascal) ρ = adalah massa jenis fluida (kg/m3) v = adalah kecepatan fluida (m/s) g = adalah percepatan gravitasi (g = 9,8 m/s2) h = adalah ketinggian (m) Hukum Bernoulli sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari dan dimanfaatkan pada beberapa aplikasi yakni: 



Perhitungan gaya angkat (lift) pada sayap pesawat







Perhitungan untuk mencari tekanan yang hilang pada aliran (pressure losses)







Tabung pitot (pitot tube)







Venturimeter







Manometer







Toricelli1



2.4 Head total pompa Dalam memilih suatu pompa untuk maksud tertentu, terlebih dahulu harus diketahui aliran serta head yang diperlukan untuk mengalirkan zat cair yang akan dipompa. Head pompa adalah energi per satuan berat yang harus disediakan untuk mengalirkan sejumlah zat cair yang direncanakan sesuai kondisi instalasi pompa atau tekanan untuk mengalirkan sejumlah zat cair, yang umumnya dinyatakan dalam satuan panjang. Head dapat bervariasi pada penampang yang berbeda, tetapi pada kenyataannya selalu ada rugi energi. Head total pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan jumlah air seperti direncanakan, dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang dilayani oleh pompa.



Gambar 2. 3 Head Pompa Dari Head Pompa di atas kita dapat menentukan head total pompa dengan persamaan dibawah ini:



Dimana : Hsis = Head sistem pompa (m) ha = Head statis total (m) Δhp = Perbedaan head tekanan yang bekerja pada kedua permukaan (m), = hp2 – hp1 phΔ hl = Berbagai kerugian head di pipa, katup, belokan, sambungan, dll (m) h1 = hld + hls vd2/2g = Head kecepatan keluar (m) g = Percepatan gravitasi (9,81 m/s2) Head total pompa salah satunya dipengaruhi oleh berbagai kerugian pada sistem perpipaan yaitu gesekan dalam pipa, katup, belokan, sambungan, reduser dll. Untuk menentukan head total yang harus disediakan pompa, perlu menghitung terlebih dahulu kerugaian-kerugaian pada instalasi. Dimana kerugian-kerugian tersebut akan dijumlahkan untuk mengetahui kerugian head yang terjadi dalam instalasi. Berikut akan dihitung kerugian head pemipaan dan instalasi pengujian pompa.



2.5 Prinsip Kerja Manometer dan Pengukurannya Istilah “manometer” paling sering merujuk secara khusus pada tabung berbentuk-U yang sebagian diisi dengan cairan. Anda dapat dengan mudah membuat manometer jenis ini sebagai bagian dari percobaan laboratorium untuk menunjukkan efek tekanan udara pada kolom cair.Manometer adalah instrumen yang mengukur tekanan menggunakan kolom cairan. Instrumen ini digunakan untuk mengukur tekanan cairan dan terdiri dari tabung yang diisi dengan cairan. Tingkat cairan ditentukan oleh tekanan fluida dan juga oleh tinggi cairan yang ditunjukkan pada skala.Manometer digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan. Perbedaan tekanan diukur dengan menyeimbangkan bobot kolom cairan antara dua tekanan. Merkuri adalah cairan berat yang digunakan dalam manometer untuk mengukur perbedaan tekanan yang besar. Cairan yang lebih ringan seperti air digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan kecil dalam flowmeters venturi atau terowongan angin eksperimental. Masalah umum yang dialami saat mengukur perbedaan tekanan dalam sistem dengan kecepatan rendah memuaskan secara akurat dan ketinggian kolom rendah. a. Jenis – jenis manometer ada beberapa yakni sebagai berikut: 1. Manometer raksa tertutup.



Gambar 2. 4 Manometer raksa tertutup Manometer ini sangat mudah dibuat karena terdiri dari tabung bengkok berbentuk U yang salah satu ujungnya terhubung ke lokasi pengukur ‘A’



dan lokasi alternatif menerima atmosfer yang kemudian diisi dengan Liquid. Kepadatan cairan menentukan berbagai tekanan yang dapat diamati.Jika satu port dibiarkan terbuka ke atmosfer dan oleh karena itu port alternatif terhubung ke tekanan yang akan diamati, perangkat bertindak sebagai pengukur tekanan meteran. Jika setiap port terhubung ke 2 tekanan yang tidak diketahui yang sangat berbeda, instrumen bertindak sebagai pengukur diferensial. 2. Manometer raksa terbuka.



Gambar 2. 5 Manometer raksa terbuka. Manometer raksa terbuka sangat mirip dengan manometer tabung-U seperti yang disebutkan di atas. Di sini satu lokasi terbuka (yang dianggap sebagai lokasi atmosfer di manometer U-Tube) terhubung ke lokasi tekanan yang berbeda.Manometer ini sebagian besar digunakan untuk mengamati perbedaan antara titik yang sama sekali berbeda jika tidak, Anda akan mengatakan kami cenderung menghitung perbedaannya. Perbedaan tekanan antara A dan B diberikan oleh persamaan. 3. Manometer U-Tube Terbalik. Manometer U-Tube terbalik digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan yang sangat kecil dalam cairan. U – Tube terbalik yang mengandung cairan ringan yang sering digunakan untuk mengamati



perbedaan tekanan rendahantara 2 titik di mana akurasi lebih tinggi diperlukan. Jenis manometer ini biasanya terdiri dari asosiasi udara pada jenis cair Mano-metrik.



Gambar 2. 6 Manometer U-Tube Terbalik. 4. Mikro manometer.



Gambar 2. 7 Mikro manometer. Mikro-manometer dapat menjadi jenis khusus manometer kolom cair yang didasarkan pada prinsip manometer tabung miring. Mikro-manometer ini digunakan untuk mengukur variasi tekanan yang sangat kecil atau variasi tekanan yang sangat rendah. Mikro-manometer adalah jenis manometer yang mudah berubah, satu anggota badan dibentuk ruang cross sectional



yang lebih besar. Mikro-manometer mengamati begitu sedikit variasi tekanan dengan ketelitian tinggi. b. Prinsip Kerja Manometer : Manometer adalah alat yang sangat dasar tetapi sangat efektif digunakan untuk mengukur tekanan. Dalam sebagian besar kasus tekanan maka akan berhubungan dengan alat ukur yang terdiri dari tabung kaca berbentuk U yang diisi dengan merkuri atau cairan lain. Umumnya salah satu ujung tabung manometer dibiarkan terbuka, rentan terhadap tekanan atmosfer, sementara selang manometer terhubung melalui segel kedap gas ke sumber tekanan tambahan. Sementara biasanya terkait dengan tekanan gas, pengukur manometer juga dapat digunakan untuk mengukur tekanan yang diberikan oleh cairan. Karena pengukur tekanan manometer tidak memiliki bagian mekanis, maka tentu akan memerlukan perawatan minimal dan sangat akurat. Bagaimana prinsip kerja manometer? Prinsip di balik gas manometer atau pengukur tekanan cair sangat sederhana. Keseimbangan hidrostatik menunjukkan bahwa tekanan ketika cairan diam sama pada titik mana pun. Misalnya, jika kedua ujung tabung-U dibiarkan terbuka ke atmosfer, maka tekanan pada setiap sisi akan sama. Sebagai akibatnya tingkat cairan di sisi kiri akan sama dengan tingkat cairan di sisi kanan – keseimbangan. Namun, jika salah satu ujung tabung-U dibiarkan terbuka ke atmosfer dan yang lainnya terhubung ke pasokan gas / cairan tambahan ini akan menciptakan tekanan yang berbeda. Jika tekanan dari pasokan gas / cairan tambahan lebih besar dari tekanan atmosfer, ini akan memberikan tekanan ke bawah pada cairan pengukur. Sebagai akibatnya, cairan akan didorong ke bawah di satu sisi dengan tekanan yang lebih besar menyebabkan cairan naik di sisi dengan tekanan yang lebih rendah. Sebaliknya akan terjadi jika pasokan gas / cairan tambahan menciptakan tekanan yang lebih rendah daripada tekanan atmosfer. Dalam hal ini cairan akan jatuh di sisi bagian terbuka tabung-U dan naik di sisi yang terhubung ke pasokan gas / cairan tambahan. Manometer memungkinkan pengukuran sumber cairan /



gas tambahan terhadap tekanan atmosfer atau terhadap sumber cairan / gas lainnya. c. Cara kerja Manometer Cairan ditempatkan di dalam tabung, biasanya cairan responsif seperti merkuri yang stabil di bawah tekanan. Salah satu ujung tabung U kemudian diisi dengan gas yang akan diukur, biasanya dipompa sehingga tabung bisa disegel di belakangnya. Ujung satunya dibiarkan terbuka supaya mendapat tekanan alami dari luar. Cairan tersebut kemudian diimbangi di bagian bawah U, tergantung tekanan gasnya. Tekanan atmosfer menekan cairan, memaksanya turun dan masuk ke ujung tabung yang tertutup. Gas yang terjebak di ujung yang tertutup juga mendorong ke bawah, memaksa cairan kembali ke sisi lain. Kemudian pengukuran diambil untuk melihat seberapa jauh cairan di ujung yang disegel telah didorong baik di bawah titik cairan di ujung terbuka atau di atasnya. Jika cairannya rata, langsung di kedua tabung, maka tekanan gasnya sama dengan tekanan udara luar. Jika cairan naik di atas level ini di ujung yang disegel, maka tekanan udara lebih berat daripada gas. Jika gas lebih berat daripada udara, maka akan mendorong cairan di ujung yang tertutup rapat di bawah titik yang sama.



Gambar 2. 8 Bagian perhitungan manometer U



2.6 Prinsip Kerja V-Notch dan Pengukurannya Alat ukur V-notch adalah alat ukur berbentuk segi tiga yang didesain dengan bentuk takik yang berbentuk seperti huruf V. Alat ukur ini menghasilkan pengukuran yang akurat untuk pengaliran debit kecil dibandingkan dengan alat ukur yang lain. Pengukuran dengan menggunakan sekat-ukur/ambang. Konstruksi sekatukur terdiri atas: a) Pelat ambang dan Pelat penahan (support plate); b) Saluran (channel). Berikut penjelasan untuk masing-masing konstruksi sekat-ukur : a) Pelat ambang dan pelat penahan Pelat ambang dan pelat penahan harus memenuhi ketentuan sebagai berikut: (1) Permukaan dalam dan ujung atas dari pelat bila dilihat pada potongan penampang pelat harus bersudut 900, sudut- sudut yang terdapat pada potongan tersebut harus tajam. Lebar bidang atas berukuran 2 mm, dan sudut yang dibentuk antara permukaan ujung atas dan bidang miring pada dinding luar harus bersudut 450.



Gambar 2. 9 Potongan melintang pelat ambang (2) Permukaan dalam pelat weir harus rata, dan terutama permukaan pelat yang berjarak 100 mm dari ujung permukaan atas harus rata dan halus. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya arus turbulensi selama pengukuran. Pelat weir dipasang pada penahannya, dengan tinggi minimum yang terpasang 100 mm.



Gambar 2. 10 Bagian dalam ambang (3) Bahan pelat ambang harus terbuat dari bahan tahan karat. (4) Pelat penahan, harus terbuat dari bahan yang kokoh dapat berupa baja atau beton untuk mencegah terjadinya perubahan (deformasi) pada pelat yang disebabkan oleh tekanan. Selain itu harus mempunyai konstruksi dan ukuran sedemikian rupa sehingga tidak mengganggu air yang jatuh dari weir yang ketinggiannya; (a) 30 mm atau lebih untuk weir segitiga; (b) 70 mm atau lebih untuk weir lebar penuh (diukur dari dasar weir segitiga). (5) Permukaan bagian dalam pelat ambang dan pelat penahan harus tegak lurus terhadap sumbu saluran. (6) Takik ambang segitiga siku-siku harus memenuhi persyaratan; (a) Sudut takik ambang segitiga harus bersudut 900, dan kedua bagian sudut takik harus saling tegak lurus di tengah- tengah saluran; (b) Toleransi sudut takik adalah50.



Gambar 2. 11 Sudut takik ambang segitiga siku-siku (7) Takik ambang segi empat harus mengikuti persyaratan;



(a) Takik ambang segi empat harus sedemikian rupa sehingga kedua sisi takik tegak lurus pada tepi dasar (bawah); (b) Toleransi sudut takik adalah 50; (c) Takik harus terletak di tengah-tengah lebar saluran, dan tepi bawah harus horizontal; (d) Ukuran lebar takik merupakan tinggi dari tepi bawah takik; (e) Toleransi lebar takik 0,001 b.



Gambar 2. 12 Pelimpah ambang segi empat (8) Lebar dari ambang lebar penuh harus mengikuti persyaratan sebagai berikut: (a) Tepi atas ambang lebar penuh harus datar sepanjang lebar saluran. (b) Lebar pelat ambang merupakan fungsi dari panjang sisi sekat-ukur terletak diantara permukaan dinding saluran; (c) Toleransi lebar sekat-ukur 0,001 B.



Gambar 2. 13 Sisi atas ambang dari ambang lebar penuh (9) Muka air setelah ambang harus lebih rendah dari 20 cm dari puncak ambang. b) Saluran (Channel)



Saluran harus terdiri dari: bagian asal aliran (driving section – L2), bagian pengarah aliran (flow straighting section – Ls),bagian aliran terarah (L1), harus sesuai dengan ketentuan sebagai berikut:



Gambar 2. 14 Saluran (1) Panjang dari masing-masing bagian saluran tersebut harus sesuai dengan tabel 1. Bila saluran tidak dilengkapi dengan bagian pengarah aliran, panjang dari bagian aliran terarah (L1) sekurang-kurangnya 10 kali lebar saluran bagian aliran terarah. Tabel 2. 1 Panjang tiap bagian saluran



(2) Saluran pada bagian pengarah aliran (Ls) harus mendatar dan sisi vertikal harus kokoh untuk menghindari terjadinya perubahan bentuk jika terisi penuh oleh air. Selanjutnya garis aksial dan saluran harus lurus dan tebal saluran seragam. (3) Pada saluran ambang lebar penuh, kedua dinding saluran harus ditinggikan sebanding dengan head maksimum (h’) atau lebih ke hilir dari pelat ambang dan pelat penahan, untuk mencegah air di hilir ambang agar tidak melimpah ke samping. Ujung bagian dinding terendah yang ditinggikan 50 mm atau lebih dibawah ujung pelat ambang. Dinding saluran harus dilengkapi dengan lubang-lubang berdiameter cukup untuk membebaskan



udara terjebak yang berada dalam aliran terjunan air sewaktu melalui pelat ambang.



Gambar 2. 15 Saluran dengan ambang lebar penuh (4) Saluran pada bagian pengarah aliran harus mempunyai beban yang sama dengan lebar pada saluran bagian air terarah dan mempunyai tinggi yang sama dengan dinding saluran bagian sumber aliran. Bagian pengarah aliran harus sedemikian rupa sehingga dapat mencegah terjadinya gelombang serta menjamin terbentuknya aliran air yang terarah. (5) Kapasitas tampung air pada bagian sumber aliran sebaiknya sebesar mungkin. Tinggi dinding pada bagian sumber aliran harus lebih tinggi dari dinding sisi pada bagian aliran terarah untuk mencegah meluapnya air. (6) Pengukuran tinggi harus dilakukan dengan menentukan ketinggian air tabung kecil yang dihubungkan dengan sebuah saluran melalui lubang kecil pada dinding bagian aliran terarah.



Gambar 2. 16 Alat untuk mengukur Head



(7) Posisi lubang kecil tersebut minimal berjarak 3 h’ (h’ adalah tinggi maksimal weir) dan maksimal berjarak B (lebar saluran) dari bagian



permukaan dalam weir ke arah hulu. Sedangkan tingginya adalah 50 mm atau lebih di bawah dasar takik, baik dari titik bawah atau sisi weir, atau berjarak minimal 50 mm dihitung dari dasar saluran ke permukaan air. (8) Lubang kecil tersebut harus memiliki diameter dalam antara 10 mm sampai 30 mm dan dibuat tegak lurus terhadap permukaan dinding saluran. Permukaan dinding di sekitar lubang harus rata dan sisi disekitar lubang harus bebas dari cacat. c) Prosedur pengukuran Pengukuran dilaksanakan sesuai dengan ketentuan-ketentuan di bawah ini: (1) Pengukuran harus dilaksanakan pada kondisi dimana air yang jatuh melalui weir mengalir dengan tenang. (2) Pengukuran titik nol dari tinggi harus dilaksanakan sesuai dengan contoh berikut, dan dengan ketelitian sekitar 0,2 mm; (a) Pada pengukuran weir segi empat atau weir lebar penuh, sebuah segitiga pengukur atau sejenis ditempatkan di bagian hulu weir, setelah diatur sesuai dengan tinggi tepi weir dengan menggunakan spirit level, kemudian air dialirkan hingga mencapai ketinggian ini. Penunjukkan alat ukur yang dipasang pada tangki air kecil pada keadaan ini dibaca, pembacaan tersebut menunjukkan titik nol. (b) Pada pengukuran weir segitiga, segitiga pengukur tersebut ditempatkan pada sisi dalam weir, dan sebuah batang bulat yang berdiameter D ditempatkan horisontal dan sejajar dengan sumber longitudinal dari saluran pada ujung takik, kemudian tinggi dasar batang diatur, pembacaan titik nol diperoleh dari perhitungan. (3) Ketelitian pengukuran ketinggian air adalah 1/250 dari tinggi untuk weir segitiga, dan 1/ 150 dari tinggi untuk weir segi empat atau weir lebar penuh. (4) Untuk mengukur ketinggian air, harus digunakan suatu segitiga ukur (hook gauge) atau alat ukur ambang (float gauge) yang dapat menunjukkan



pembacaan dengan ketelitian tertentu, atau suatu alat ukur ketinggian air yang mempunyai ketinggian yang sama. (5) Pengukuran tinggi harus dilakukan setelah ketinggian air pada tangki kecil stabil.



Gambar 2. 17 Perhitungan titik nol head ambang segitiga d) Perhitungan Perhitungan debit harus dilakukan sesuai dengan persamaan berikut: (1) Ambang segitiga siku-siku, dihitung dengan persamaan (1). ........................................... Q = K.h5/ 2 (1) Keterangan: Q = debit (m3/s) h = tinggi air di atasweir (m) K = koefisien kapasitas, 1,39 atau dihitungdengan persamaan (2)



K= 81,2 +



0,24 12 h + (8,4 + )( - 0,09)2.......................... h D B



(2) Keterangan: B adalah lebar saluran (m) D adalah tinggi takik saluran sekat-ukur dari dasar saluran (m) Persamaan (1) hanya berlaku untuk nilai berikut: B=0,5 m sampai dengan 1,2 m



h = 0,07 m sampai dengan 0,26 m D = 0,1 m sampai dengan 0,75 m h ≤˂



B 3



Gambar 2. 18 Ambang segitiga siku-siku (2) Untuk sekat-ukur segi empat, dihitung dengan persamaan (3). Q = K.b.h3/ 2 …...………………………… (3) Keterangan: Q = debit (m3/s) b = lebar weir (m) h = tinggi air di atas weir (m) K = koefisien kapasitas, dihitung dengan persamaan (4) K= 107,1+



0,117 h + 8,4 - 25,7 x h D



[√



Persamaan (3) hanya berlaku untuk: B = 0,5 msampai dengan 6,3 m b = 0,15msampai dengan 3,5 m D = 0,03m sampai dengan 0,45 m √ b m h = 0,15 m sampai dengan0,5 m dengan, b.D ˃ 0,06 B



√]



( B−b ) h B ………....(4) +2,04 DB D



Gambar 2. 19 Ambang segi empat (3) Sekat-ukur lebar terbuka penuh (lihat gambar 12), dihitung dengan persamaan (5)



Q  K.b.h3/ 2…………………………… (5) Keterangan: Q = debit (m3/s) b = lebar ambang (m) h = tinggi air di atas weir (m) K = koefisien kapasitas, dihitung dengan persamaan (6) K = 107,1 + (



0,117 h + 14,2 )(1 + )..................................... h D



(6) Keterangan: D = tinggi tepi ambang dari dasar saluran (m) Є = faktor koreksi,(bila D = 1 m, Є= 0 dan bila D > 1 m, Є= 0,55) Persamaan (5) hanya berlaku untuk: B ≥ 0,5 m sampai dengan 6,3 m D = 0,3 m sampai dengan 2,5 m h = 0,03m sampai dengan D m h tidak harus > 0,8 m dan tidak > B



Gambar 2. 20 Ambang lebar penuh 2.7 Prestasi Rangkaian Pompa Seri dan Paralel Pelaksanaan Percobaan 1. Analisa kinerja aliran fluidapada pompa sentrifugal dengan rangkaian paralel dengan tambahan tube bundle. 2. Analisa kinerja aliran fluida pada pompa sentrifugal dengan rangkaian paralel tanpa tambahan tube bundle. 3. Analisa kinerja aliran fluida pada pompa sentrifugal dengan rangkaian seri dengan tambahan tube bundle. 4. Analisa kinerja analisa fluida pada pompa sentrifugal tanpa rangkaian seri tambahan tube bundle. Perhitungan a. Tekanan fluida Tekanan fluida langsug didapat dari pressure gauge yang dipasang pada pipa keluarannya, untuk rangkaian dengan tambahan tube bundle menggunakan 2 pressure gauge yang ditaruh sebelum dan sesudah tube bundle, sedangkan untuk rangkaian tanpa tambahan tube bundle hanya menggunakan 1 pressure gauge yang ditaruh pada pipa keluarannya. b. Debit air (Q) Untuk mendapatkan data kapasitas atau debit dengan menggunakan Vnotch. 5 8 θ 2 2. g √ 𝑄= tan H 15 2



Keterangan : H = di peroleh dari ketinggian air yang mengalir pada bak penampung air. 𝜃 = di peroleh dari sudut yang berbentuk seperti V pada bak pemampung air. 𝑔 = Untuk standar gravitasi adalah 9.81(m/𝑠2). Diketahui : H = 6 cm = 0,06 m Sudut 𝜃V-notch = 60o 𝑔 = 9.81(m/𝑠 2 ). Jadi 𝑄=



5 8 √ 2.9,81 tan 60 0,06 2 15 2



𝑄=



5 8 √ 19,62 tan30.(0,06)2 15



𝑄=



8 .(4,429)(0,577)(0,000881) 15



𝑄=



0,018 = 0,0012(m3/s) = 1,2 x 10-3 m3/s 15



c. Kecepatan aliran fluida Setelah mengetahui debit air selanjutnya menghitung kecepatan aliran yang akan digunakan untuk menghitung bilangan Reynolds. Untuk menghitung kecepatan aliran fluida dapat menggunakan rumus : 𝑉 = 𝑄/ 𝐴 Keterangan : V : kecepatan aliran fluida (𝑚2 /𝑠) Q : debit air A : luas penampang pipa 𝑑 ∶ 1 𝑖𝑛𝑐ℎ𝑖 = 2,54 𝑐𝑚 = 0,0254 𝑚 𝑟 ∶ 1/2 × (2,54 × 10-2 𝑚) = 1,27 × 10-2 𝑚 untuk menghitung luas penampang dengan menggunakan rumus dibawah ini :



𝐴 = 𝜋(𝑟 × 10−2𝑚)2 𝐴 = 3,14(1,27 × 10-2 𝑚)2 𝐴 = 3,14(1,6129 × 10-2 𝑚) 𝐴 = 5,064 × 10-4 𝑚2 Luas penampang diketahui barulah menghitung kecepatan aliran fluida menggunakan rumus diatas. 𝑉=



1,2 x 10−3 (m 3 /s) 5,064 x 10−4 m2



𝑉 = 2,37 𝑚/s Tabel 2. Hasil dari Pengujian



d. Menghitung bilangan Reynold (Re) 𝑅𝑒 = 𝜌. 𝑉.𝐷/𝑣 Rumus diatas adalah rumus untuk mencari bilangan Reynold (Re) Keterangan : 𝑅𝑒 = 𝑏𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑅𝑒𝑦𝑛𝑜𝑙𝑑 𝜌 = 𝑟𝑎𝑝𝑎𝑡𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 (𝑘𝑔/𝑚3 )𝑑𝑖𝑚𝑎𝑛𝑎 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝑎𝑖𝑟 1000 𝑉 = 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑎𝑙𝑖𝑟𝑎𝑛 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑎(𝑚⁄𝑠 ) 𝐷 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑝𝑖𝑝𝑎 (𝑚) 𝑣 = 𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑚𝑖𝑘(𝑚3 /𝑠 )



Diketahui : 𝜌 = 1000 𝑉 = 2,37 𝑚/𝑠 𝐷 = 0,0254 𝑣 = 8.87 × 10-4 Jadi : 𝑅𝑒 =



( 1000 )( 2,37 ) (0,0254) −4 8,87 x 10



𝑅𝑒 =



60,198 8,87 x 10−4



𝑅𝑒 = 6,78 × 104 Hasil dari perhitungan bilangan Reynold (Re) diatas adalah 6,78 × 10 4, sehingga dari hasil perhitungan tersebut dapat diketahui jenis alirannya. Jenis aliran ini adalah aliran turbulen karena Re > 4000. Grafik Hasil a. Tekanan Fluida



Gambar 2. 21 Grafik Tekanan Fluida percobaan 1 sususan seri paralel Data pada gambar menunjukkan bahwa tekanan fluida dalam rangkaian paralel sebelum tube bundle 1400 mbar, sesudah tube bundle 25 mbar, dan untuk rangkaian pompa paralel tanpa adanya tube bundle 390 mbar, sedangkan untuk rangkaian seri tekanan fluida sebelum tube bundle 2600 mbar, sesudah tube bundle 65 mbar, dan untuk rangkaian seri tanpa tube bundle 200 mbar.



Gambar 2. 22 Grafik Tekanan Fluida percobaan 2 susunan seri dan paralel Data pada gambar menunjukkan bahwa pompa rangkaian paralel sebelum tube bundle 1550 mbar, sesudah tube bundle 10 mbar, dan untuk rangkaian paralel tanpa tube bundle 370 mbar, sedangkan untuk rangkaian pompa seri tekanan fluida sebelum tube bundle 3000 mbar, sesudah tube bundle 40 mbar, dan untuk rangkaian seri tanpa tube bundle 200 mbar. b. Debit



Gambar 2. 23 Grafik Debit percobaan 1 rangkaian seri dan paralel Data gambar menunjukkan bahwa debit pada rangkaian pompa paralel dengan tube bundle 0,0012 m3/s, tanpa tube bundle 0,00487 m3/s, sedangkan untuk rangkaian seri dengan tube bundle 0,00189 m3/s, tanpa tube bundle 0,00330 m3/s.



Gambar 2. 24 Grafik Debit percobaan 2 rangkaian seri dan paralel Data gambar menunjukkan bahwa debit pada rangkaian pompa paralel dengan tube bundle 0,0012 m3/s, tanpa tube bundle 0,00487 m3/s, sedangkan untuk rangkaian seri dengan tube bundle 0,00189 m3/s, tanpa tube bundle 0,00330 m3/s. c. Kecepatan Aliran



Gambar 2. 25 Grafik Aliran Fluida percobaan 1 rangkaian seri dan paralel Data gambar menunjukkan bahwa kecepatan aliran pada rangkaian paralel dengan tube bundle 2,37 m/s, tanpa tube bundle 11,2 m/s, sedangkan untuk rangkaian seri dengan tube bundle 3,97 m/s, tanpa tube bundle 7,66 m/s.



Gambar 2. 26 Grafik Aliran Fluida percobaan rangkaian seri dan paralel Data gambar menunjukkan bahwa kecepatan aliran pada rangkaian pompa paralel dengan tube bundle 2,37 m/s, tanpa tube bundle 9,61 m/s, sedangkan untuk rangkaian seri dengan tube bundle 3,73 m/s, tanpa tube bundle 6,51 m/s.



DAFTAR PUSTAKA Dwi Irawan, Agung. 2017. Laporan analisis Praktikum prestasi mesin Modul Pompa seri dan parallel. Universitas Riau. Pekanbaru Cengel, A. Yunus & Boles, Michael A. 1994, Thermodynamics An Engineering Approach, Mc Graw-Hill Book Inc., New York. M. E. Ir. Ali Mahmudi, Buku Bahan Ajar Pompa Dan Kompresor. BANDUNG: Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Bandung.