Pengamatan Aliran Dalam Diameter Pipa Yang Berbeda [PDF]

Citation preview

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA MODUL 8 PENGAMATAN ALIRAN DALAM DIAMETER PIPA YANG BERBEDA



PERIODE 1 (2018/2019)



Kelompok 9 Nama Mahasiswa / NIM : Ihsan Rahmat Ramadhan / 104117060



PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS PERENCANAAN INFRASTRUKTUR UNIVERSITAS PERTAMINA 2018



PENGAMATAN ALIRAN DALAM DIAMETER PIPA YANG BERBEDA Ihsan Rahmat Ramadhan9*, Muhammad Rezano Abyasa9, Muhammad Taufiqul Mulki 9, Jeffry Arnold Panggabean9, Irma Yani Siregar9 9 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Perencanaan Infrastruktur, Universitas Pertamina * Corresponding Author : [email protected]



ABSTRAK Pada Rabu, 7 November 2018 di gedung Laboratorium Sains dan Teknik Universitas Pertamina Telah dilakukan praktikum modul Pengamatan Aliran Dalam Diameter Pipa Yang Berbeda. Pada praktikum ini, mahasiswa akan mengukur kehilangan tenaga suatu fluida yang mengalir pada dua pipa dengan diameter berbeda namun perlakuan yang sama dan pipa dengan diameter yang sama namun perlakuan yang berbeda. Headloss ialah setiap fluida yang mengalir pada suatu aliran perpipaan. Berdasarkan hasil praktikum diperoleh bahwa koefisien kehilangan tenaga pada diameter pipa yang berbeda memiliki nilai yang sebanding. Semakin besar diameter pipa yang digunakan maka akan semakin besar koefisien kehilangan tenaga yang berpengaruh, begitu pula sebaliknya. Kata kunci : headloss, fluida, pipa, koefisien kehilangan, debit air



ABSTRACT Wednesday, October 31, 2018 at Pertamina University Science and Engineering Laboratory building Practicum of Observation of Flow in Different Pipe Diameter has been carried out. In this practicum, students will measure the values of fluid losses flowing in two pipes of different diameters but give the same handle and a pipe of same diameters but give different handle. Based on the results of the practicum, it was found that the power loss coefficients in different pipe diameters had comparable values. The greater the diameter of the pipe used, the greater the coefficient loss of power influences, and vice versa. Keywords: headloss, fluid, pipe, loss coefficient, water discharge



1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Sistem perpipaan adalah sistem yang digunakan untuk mentransportasi fluida kerja antar peralatan dalam suatu pabrik atau dari suatu tempat A ke tempat B sehingga proses perpindahan dapat berlangsung. Sistem perpipaan terus berkembang seiring jalannya waktu. Pada awalnya manusia mengangkut air dari mata air kerumah menggunakan ember. Dalam penggunaan sehari-hari kita menggunakan air yang disediakan perusahaan PAM lalu disalurkan melalui pipa menuju rumah masing-masing konsumen. Di perindustrian juga menggunakan pipa untuk pendistribusian fluida ke pabrik pengolahan selanjutnya. Namun dalam penerapannya, fluida yang mengalir seringkali tidak cukup deras untuk dapat memenuhi kebutuhan sehari-hari karena kehilangan energi saat bergesekan dengan pipa. 1.2. Rumusan Masalah 1. Berapakah nilai koefisien kehilangan jika diameter divariasikan, dan jika debit divariasikan? 2. Bagaimana perbandingan hasil secara teoritis dan eksperimental (perbandingan antara debit dengan koefisien kehilangan)? 1.3. Tujuan Penelitian 1. Dapat mengukur nilai koefisien kehilangan tenaga jika diameter dan debit divariasikan untuk aliran air pada rangkaian pipa. 2. Dapat menganalisis perbandingan nilai eksperimen dengan nilai teoritis. 1.4. Teori Dasar Pipa adalah saluran tertutup yang biasanya memiliki penampang lingkaran yang digunakan untuk mengalirkan fluida dengan tampang aliran fluida. fluida yang dialirkan melalui pipa bisa berupa zat cair atau gas. Tekanan yang dihasilkan bisa lebih besar ataupun lebih kecil dari tekanan atmosfer. Fluida yang mengalir pada suatu pipa akan memiliki headloss (kehilangan tenaga) tergantung dari besar diameter dan panjang pipa yang dilaluinya. Kehilangan tenaga ini disebabkan karena adanya gesekan fluida dengan permukaan pipa di sepanjang pipa itu sendiri, jika dimasukkan kedalam persamaan sebagai berikut: 𝐿𝑄2



Hf = K( 𝐷5 )



(8.1)



Dimana: Hf = kehilangan tenaga K = koefisien kehilangan L = panjang pipa 0,7 m (konstan) Q = debit aliran (m3/s) D = diameter dalam pipa (m) (0,006; 0,009; 0,010 atau 0,014) Kehilangan tenaga yang sebenarnya akibat gesekan H1-2 dapat dihitung dengan menggunakan rumus, sehingga nilai K dapat diketahui dengan persamaan: K=



H1−2. 𝐷 5 𝐿𝑄 5



(8.2)



2. METODE PENELITIAN 2.1. Alat dan bahan Alat yang digunakan saat praktikum yaitu jaringan perpipaan dengan diameter berbeda, bangku hidraulik, gelas ukur, hand pressure meter, dan stopwatch. Bahan yang digunakan saat praktikum yaitu fluida berupa air. 2.2. Cara kerja Jaringan perpipaan disiapkan kemudian sistem dikonfigurasikan untuk pengujian pipa A dengan katup pengisi dibuka dan ditutup. Katup kontrol aliran dibuka hingga penuh. Kemudian aliran fluida dibiarkan masuk menuju H1 dan H2, kehilangan tenaga diukur pada pipa A. Sebelum data pembacaan diambil, katup tekanan harus diputar dengan memegang katup diatas tangki volumetrik, lalu katup dibuka pada sambungan sampai semua udara keluar dari tabung. Aliran yang melalui pipa uji divariasikan dengan mengatur katup kontrol arus keluaran pada bagian atas atau katup kontrol masuk pada bagian bawah. Pada setiap perlakuan, kehilangan tenaga diukur dan dicatat dengan menggunakan hand pressure meter dan debit. Bila karakteristik beda tekan aliran sudah didapat untuk pipa A, perlakuan lain untuk pipa uji B, C, dan D dilakukan secara bergantian. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Hasil Diameter (D)(m)



0,009 0,014 0,014



Panjang Pipa (L) (m) 0,7 0,7 0,7



Volume (V) H1-2 (m3) (cmH2O) In Out 113,3 0,005 0,0007 88,12 0,005 0,0007 -141,8 0,005 0,0007



Waktu (t) (s) In Out 23,37 4,77 5,73 1,22 26,16 4,22



Debit (Q) (m3/s) In 2,139x10-4 8,726x10-4 1,911x10-4



Out 1,467x10-4 5,737x10-4 1,658x10-4



K



4,44x10-3 2,06x10-3 -0,04



3.2. Pembahasan 



Perhitungan Koefisien Kehilangan



1. K = 2. K = 3. K = 



H1−2. 𝐷 5 𝐿𝑄2 H1−2. 𝐷 5 𝐿𝑄2 H1−2. 𝐷 5 𝐿𝑄2



= = =



88,2(0,014)5 0,7(5,74𝑥10−4 )2 88,2(0,009)5 0,7(1,46𝑥10−4 )2 88,2(0,014)5 0,7(1,66𝑥10−4 )2



= 2,06𝑥10−3 = 4,44𝑥10−3 = −0,04



Perhitungan Nilai Debit Diameter 9 mm 𝑉 0,0007 −4 Q𝑜𝑢𝑡 = 𝑡 = 4,77 = 1,467𝑥10 m3/s Q𝑖𝑛 =



𝑉 𝑡



=



0,005 23,37



= 2,139𝑥10



−4



m3/s



Diameter 14 mm 𝑉 0,0007 −4 Q𝑜𝑢𝑡 = 𝑡 = 1,22 = 5,737𝑥10 m3/s Q𝑖𝑛 =



𝑉 𝑡



𝑉



Q𝑜𝑢𝑡 = Q𝑖𝑛 =



=



𝑡 𝑉 𝑡



=



=



0,005 5,73



= 8,726𝑥10



0,0007 4,22 0,005 23,16



−4



= 1,658𝑥10



= 1,911𝑥10



m3/s



−4



−4



m3/s



m3/s



Diskusi Berdasarkan hasil percobaan ketika membedakan diameter berbeda maka diameter yang lebih besar (0,014m) akan memiliki nilai kehilangan lebih besar dibandingkan dengan diameter yang lebih kecil (0,009m). Sedangkan ketika debit fluida divariasikan dengan diameter yang sama maka debit fluida yang lebih besar akan memiliki nilai kehilangan yang lebih kecil karena aliran fluida bergerak dengan cepat sehingga kehilangan energinya kecil begitu pula sebaliknya. KESIMPULAN Pada praktikum ini dapat disimpulkan bahwa ukuran diameter pipa berbanding lurus terhadap kehilangan tenaganya begitu pula sebaliknya sedangkan debit memiliki pengaruh yang berbanding terbalik terhadap koefisien kehilangan dan sebaliknya. Berdasarkan hasil analisis bahwa nilai koefisien kehilangan bergantung pada ukuran diameter pipa dan debit air yang mengalir pada pipa



DAFTAR PUSTAKA Hidayat, Wirman, dkk. 2018. Modul Praktikum Mekanika Fluida I 2018/2019. Jakarta. Universitas Pertamina. Yudisaputo, Hendra. 2013, Mei. Kerugian Tinggi-Tekan (Head losses). Diakses tanggal 11 November 2018 dari: http://berbagienergi.com/2013/05/11/kerugian-tinggi-tekan-head-losses/ Halliday, D., et al. 2007. Fundamental of Physics 8th Edition. John Wiley & Sons Munson, Bruce R., dkk , (2013).Fluid Mechanics seventh edition.Asia : PT. Wiley.



LAMPIRAN