Pipa Udara [PDF]

Citation preview

Laporan Resmi Praktikum Mesin Fluida dan Sistem Semester Ganjil 2016/2017



Oleh Kelompok 1: 1. Oky Mahardika



4213100068



2. Ajar Sembodo



4214100042



3. Gusti Alfian Nanda



4215100072



4. Adenia Nur Fitriani



4215100061



5. Putu Widhi Aprilia



4215100017



Laboratorium Mesin Fluida dan Sistem Jurusan Teknik Sistem Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember



Laporan Resmi Praktikum Pipa Udara Semester Ganjil 2016/2017



Kelompok 01



Instalasi Pipa Udara Kelompok 1



Abstract Installation of air pipes is a piping system that drains fluid gas from one place to another. The fluid that flows derived from the compression process using a tool that is a compressor which serves to compress the air of normal atmospheric pressure into the high-pressure air. During the process losses / losses caused by installations such as bends, valves, fittings, and of the pipe itself. The working principle of the air namely air pipe into the pipe through a valve that opens and then the air is pumped into the compressor and is compressed in the air compressor. The purpose of this lab is to know the air pipe damages / losses on the installation of the air pipe and determine the effect of temperature on the air pipeline. In practical installation of air pipes there are three variables, control variables, variable manipulation, and variable response. Variable control is the pipe length and diameter. Variable manipulation such as temperature (T), the valves are adjusted, the pressure (P), and includes Q final response variable. The equipment used in this lab is the compressor, the installation of air piping, flow meters, valves, pressure gauge, a container of ice, a thermometer, a protractor, and rope. In a lab that has been done, has shown how the influence of the valve opening on the capacity of the air flow and pressure that occurs, the effect of the length of the pipe, and also due to the cooling effect of the fluid conducted on the air. Suppose the pipe 1 at which time the valve is opened 350, the fluid flowing at 9.5 SFCH with a pressure of 0.1 kg / cm2, then the cross-sectional area of the pipe (A) of 1.9625 x 10-5 m2, pressure (P) of 9804.69 N / m2, force (F) at 0:19 N, Debit (Q) of 7.4 x 10-5 m3 / s, flow speed (v) of 3,809 m / s, ΔP1 amounted to 1352.14 N / m2, ΔP2 amounted to 28.95 N / m2, ΔP3 at 44.54 N / m2. Application air pipes in everyday life can be found on a ventilator fan and a spray of dirt on the engine, especially on the car. While applications in the maritime world is used to turbo starter systems on ships, sea chest cleaning, coolant in the engine room, start generator sets, gas turbines, etc.



Abstrak Instalasi pipa udara adalah suatu sistem perpipaan yang mengalirkan fluida gas dari satu tempat yang lain. Fluida yang mengalir berasal dari proses kompresi yang menggunakan alat yaitu kompresor yang berfungsi untuk memampatkan udara dari tekanan normal atmosfer menjadi udara yang bertekanan tinggi. Selama proses berlangsung terjadi kerugian/losses akibat instalasi seperti belokan, katup, fitting, dan dari pipa itu sendiri. Prinsip kerja dari pipa udara yaitu udara masuk kedalam pipa melalui katup yang terbuka kemudian udara dipompa menuju kompresor dan didalam kompresor udara akan dikompres. Tujuan dari praktikum pipa udara ini adalah menegetahui kerugian/losses pada instalasi pipa udara dan mengetahui pengaruh temperatur pada saluran pipa udara. Dalam praktikum instalasi pipa udara terdapat 3 variabel yaitu variable control, variable manipulasi, dan variable respon. Variable control yaitu panjang pipa dan diameter. Variable manipulasi berupa temperatur (T), katup yang disesuaikan, tekanan (P), dan variable respon meliputi Q akhir. Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah kompresor, instalasi pipa udara, flow meter, katup, pressure gauge, penampung es, termometer, busur derajat, dan tali. Dalam praktikum yang telah dilakukan, telah menunjukkan bagaimana pengaruh bukaan katup terhadap kapasitas udara yang mengalir dan tekanan yang terjadi, pengaruh dari panjang pipa, dan juga pengaruh akibat pendinginan yang dilakukan terhadap fluida udara . Misalkan pada pipa 1 dimana saat katup dibuka 350, fluida yang mengalir sebesar 9.5 SFCH dengan tekanan sebesar 0.1 kg/cm2, maka Luas penampang dari pipa (A) sebesar 1.9625 x 10-5 m2, Tekanan (P) sebesar 9804.69 N/m2, Gaya (F) sebesar 0.19 N, Debit (Q) sebesar 7.4 x 10-5 m3/s, Kecepatan Aliran (v) sebesar 3.809 m/s, ΔP1 sebesar 1352.14 N/m2, ΔP2 sebesar 28.95 N/m2, ΔP3 sebesar 44.54 N/m2. Aplikasi pipa udara didalam kehidupan sehari-hari dapat dijumpai pada fan ventilator dan penyemprot kotoran pada bagian mesin khususnya pada mobil. Sedangkan aplikasi di dunia maritim digunakan untuk turbo sistem starter pada kapal, pembersih sea chest, pendingin di kamar mesin, start generator set, turbin gas, dll.



Bab I Pendahuluan 1.1.Latar Belakang Mata kuliah mesin fluida mencakup materi tentang definisi fluida, sistem satuan, macam-macam fluida, sifat fluida, macam-macam aliran, sistem perpipaan, macam-macam pompa, penentuan putaran dan jenis pompa. Mesin fluida sendiri adalah mesin yang berfungsi untuk mengubah energi mekanis poros menjadi energi potensial atau sebaliknya mengubah energi fluida (energi kinetik dan potensial) menjadi energi mekanik poros. Dalam hal ini fluida yang dimaksud berupa cair, gas dan uap. Praktikum ini dimaksudkan untuk menunjang mata kuliah mesin fluida, sehingga mahasiswa bisa mempelajari secara langsung melalui pengamatan, pencatatan, pengolahan data dan analisis. Praktikum instalasi pipa udara perlu dilaksanakan agar mahasiswa mengetahui kerugian/losses pada instalasi pipa udara dan mengetahui pengaruh temperatur pada saluran pipa udara.



1.2.Rumusan Masalah a. Bagaimana cara mengetahui kerugian pada instalasi pipa udara? b. Apa pengaruh temperatur pada saluran pipa udara? 1.3.Tujuan a. Mengetahui kerugian/losses pada instalasi pipa udara b. Mengetahui pengaruh temperatur pada saluran pipa udara



Bab II Dasar Teori 2.1.Teori Kompresi 2.1.1 Hubungan antara Tekanan dan Volume “Jika gas dikompresikan pada temperature tetap, maka tekanannya berbanding terbalik dengan volumenya”. Pernyataan ini disebeut dengan Hukum Boyle dan dapat dirumuskan : P1V1 = P2V2



(modul praktikum mesin fluida)



2.1.2 Hubungan antar Temperatur dan Volume “Semua macam gas apabila dinaikkan temperaturmya pada tekanan yang tetap, maka akan mengalami pertambahan volume”. Pernyataan ini disebut hukum Charles dan dapat dirumuskan :



V1 V2



=



T1 T2



(modul



praktikum mesin fluida)



2.1.3 Persamaan Keadaan Hukum Boyle dan Hukum Charles dapat digabungkan menjadi hokum Boyle-Charles yang dapat dinyatakan sebagai : P.V = G.R.T Dimana : P = tekanan mutlak



( kgf/m2) atau Pa



V = Volume



(m3)



G = Berat gas



(kgf) atau (N)



T = Temperatur mutlak



(0K)



R = Konstanta gas



(m/0K)



(modul praktikum mesin fluida)



2.2.Jenis-Jenis Kompresi 2.2.1.



Kompresi Isotermal



Bila suatu gas dikompresikan, maka ada energi mekanik yang diberikan dari luar pada gas. Energi ini diubah menjadi energi panas sehingga temperature gas akan naik jika tekanan semakin tinggi. Namun jika proses kompresi ini dibarengi dengan pendinginan untuk mengeluarkan panas yang terjadi, temperature dapat dijaga tetap. Kompresor ini disebut kompresor isothermal (temperatur tetap). Hubungan antara P dan V untuk T tetap dapat diperoleh dari persamaan: P1V1 = P2V2 = tetap



(http://digilib.unimus.ac.id)



Gambar 2.1 Grafik tekanan dan volume kompresi isotermal Sumber: (http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/isoth.html)



2.2.2.



Kompresi Adiabatik



Yaitu kompresi yang berlangsung tanpa ada panas yang keluar/masuk dari gas. Dalam praktek proses adiabatic tidak pernah terjadi secara sempurna karena isolasi didalam silinder tidak pernah dapat sempurna pula. P1V1k = P2V2k



(http://digilib.unimus.ac.id)



Untuk K disebut indek adiabatic



Gambar 2.2 Grafik tekanan dan volume kompresi adiabatic Sumber: (http://fisikazone.com/proses-termodinamika/)



2.2.3.



Kompresi Poliprotik



Kompresi pada kompresor yang sesungguhnya bukan merupakan proses isoterma, namun juga bukan proses adiabatic, namun proses yang sesungguhnya ada diantara keduanya dan disebut kompresi politropik. Hubungan antara P dan V pada politropik ini dapat dirumuskan sebagai P1V1n= P2V2n Dimana : P1, P2



= tekanan



V1,V2



= Volume



n



= indeks politropik (1.25-1.35)



(http://digilib.unimus.ac.id)



Gambar 2.3 Diagram PV Politropik Sumber: faculty.wwu.edu



2.3.Jenis-Jenis Kompresor Secara umum kompresor dibedakan menjadi dua jenis yaitu kompresor dinamis dan kompresor perpidahan positif.



Gambar 2.4 bagan jenis kompresor Sumber : http://artikel-teknologi.com/macam-macam-kompresor-gas



5.3.1



Kompresor Perpindahan Positif Positif-displacement compressor adalah kompresor yang menghisap fluida secara volume per volume. Kompresor jenis ini dibagi menjadi 2, yaitu kompresor piston (reciprocating compressor) dan kompresor putar (rotary) A. Kompresor piston/torak (Reciprocating) i.



Kompresor piston kerja tunggal Kompresor piston kerja tunggal adalah kompresor yang memanfaatkan perpindahan piston, kompresor jenis ini menggunakan piston yang didorong oleh poros engkol (crankshaft) untuk memampatkan udara/ gas. Udara akan masuk ke silinder kompresi ketika piston bergerak pada posisi



awal dan udara akan keluar saat piston/torak bergerak pada posisi akhir/depan.



Gambar 2.5 kompresor piston kerja tunggal Sumber : http://blog.unnes.ac.id/antosupri/pengertian-dan-macam-macam-kompresor/



ii.



Kompresor Piston Kerja Ganda



Kompresor piston kerja ganda beroperasi sama persis dengan kerja tunggal, hanya saja yang menjadi perbedaan adalah pada kompresor kerja ganda, silinder kompresi memiliki port inlet dan outlet pada kedua sisinya. Sehingga meningkatkan kinerja kompresor dan menghasilkan udara bertekanan yang lebih tinggi dari pada kerja tunggal.



Gambar 2.6 Sumber : http://blog.unnes.ac.id/antosupri/pengertian-dan-macam-macam-kompresor/



iii.



Kompresor Diafragma Kompresor diafragma adalah jenis klasik dari kompresor piston, dan mempunyai kesamaan dengan kompresor piston, hanya yang membedakan adalah, jika pada kompresor piston menggunakan piston untuk memampatkan udara, pada kompresor diafragma menggunakan membran fleksible atau difragma.



Gambar : 2.7 Sumber : http://blog.unnes.ac.id/antosupri/pengertian-dan-macam-macam-kompresor/



B. Kompresor Putar (Rotary) Kompresor screw merupakan jenis kompresor dengan mekanisme putar perpindahan positif, yang umumnya digunakan untuk mengganti kompresor piston, bila diperlukan udara bertekanan tinggi dengan volume yang lebih besar.



Gambar 2.4 Sumber : http://blog.unnes.ac.id/antosupri/pengertian-dan-macam-macam-kompresor/



5.3.2



Kompresor Dinamis Kompresor dinamik adalah kompresor yang memberikan enegi kecepatan untuk aliran udara atau gas yang kontinyu menggunakan impeller yang berputar pada kecepatan yang sangat tinggi. Kompresor dinamis dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu kompresor sentrifugal dan kompresor aksial. A. Kompresor Sentrifugal Kompresor sentrifugal merupakan kompresor yang memanfaatkan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh impeller untuk mempercepat aliran fluida udara (gaya kinetik), yang kemudian diubah menjadi peningkatan potensi tekanan (menjadi gaya tekan) dengan memperlambat aliran melalui diffuser.



Gambar 2.5 Sumber : http://2.bp.blogspot.com/



B. Kompresor Aksial Kompresor aksial adalah kompresor yang berputar dinamis yang menggunakan serangkaian kipas airfoil untuk semakin menekan aliran fluida. Aliran udara yang masuk akan mengalir keluar dengan cepat tanpa perlu dilemparkan ke samping seperti yang dilakukan kompresor sentrifugal. Kompresor aksial secara luas digunakan dalam turbin gas/udara seperti mesin jet, mesin kapal kecepatan tinggi, dan pembangkit listrik skala kecil.



Gambar 2.6 Sumber : http://1.bp.blogspot.com/



2.4.Klasifikasi Rugi – Rugi/ Losses



Pressure drop adalah perbedaan tekanan antara dua titik maupun ketinggian yang berbeda dalam suatu cairan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : P2 – P1 = ρ.g.(h2-h1)



(Uir pers, mekanika fluida hal 15)



Dimana: P2-P1 = Perbedaan tekanan (Pa) ρ.g = Satuan berat cairan (N/m2) h2-h1 = Perbedaan ketinggian (m) Jika berada pada suatu titik di permukaan bebas cairan dan (h) positif kearah bawah, maka: P= ρ.g.h



(Uir pers, mekanika fluida hal 15)



Udara diolah oleh kompresor dengan mengkompresi udara yang masuk kemudian fluida yang sudah dikompresi akan mengalir melalui perantara pipa. Tentunya dalam hal ini akan mempengaruhi dinding pipa dan pipa akan mengalami loses baik dipengaruhi panjang dan pemasangan aksesoris pada pipa .Berikut ada 3 rugi-rugi sebagai berikut : 2.4.1 Kerugian pada Saluran Akibat Panjang Pipa



∆ P=



λ . l. v 2 . ρ 2d



(www.engineering toolbox)



Dimana : λ = koefisien gesekan dalam pipa = 0.0561/Q^0.148 l = panjang saluran (m) V = kecepatan aliran pada permukaan saluran (m/s) ρ = densitas udara (1.293 kg/m3 ) d = diameter pipa dalam (m) 2.4.2 Kerugian pada Saluran Akibat Belokan



( β /90 ) . ξ . v 2 . ρ ∆ P= 2 (www.engineering toolbox) Dimana : ξ = koefisien hambatan (tergantung pada sudut belokan) β = sudut lengkung (900) V = kecepatan aliran pada permukaan s aluran (m/s) ρ = densitas udara (1.293 kg/m3 ) 2.4.3 Kerugian pada Saluran Akibat Katup 2



ξ .v . ρ ∆ P= 2



(www.engineering toolbox)



Dimana : ξ = koefisien hambatan (tergantung pada sudut putar bukaan katup) V = kecepatan aliran pada permukaan saluran (m/s) ρ = densitas udara (1.293 kg/m3 )



2.5 Aplikasi Instalasi Pipa Udara di Bidang Marine dan Non-Marine 2.5.1 Aplikasi Instalasi Pipa Udara di Bidang Marine 2.5.1.2 Sistem Starter Mesin Utama Kapal Pada sistem starter mesin utama kapal, udara dikompresikan dari kompressor dan ditampung pada botol angin utama (main air receiver) pada tekanan udara 30 bar menurut ketentuan klasifikasi. Dengan memampatkan udara yang disuplai oleh kompresor ke tabung udara bertekanan udara bertekanan lalu disuplai oleh pipa menuju direction control valve dan kemudian ke katup udara start silinder. Pembukaan katup start akan memberikan udara bertekanan ke dalam silinder. Hal ini dilakukan berulang-ulang secara otomatis hingga mesin dapat melakukan self-ignition. Prinsip-prinsip kerja sistem starter pada kapal sebagai berikut : 



Udara tekan mempunyai tekanan yang harus lebih besar dari tekanan kompresi, ditambah dengan hambatan yang ada pada mesin kapal, yaitu tenaga untuk menggerakkan bagian yang bergerak lainnya seperti engkol, shaft, dan lain-lain.







Udara tekan diberikan pada salah satu silinder dimana toraknya sedang berada pada langkah ekspansi.







Penggunaannya dalam engine membutuhkan katup khusus yang berada pada kepala silinder.



Komponen-komponen air starting system adalah kompresor, separator, main air receiver, reducing valve, reducing station.



Gambar 2.7 Instalasi sistem starting engine kapal Sumber : http://okenetmesin.blogspot.co.id/2014/04/sistem-starter-kapal.html



2.5.2 Aplikasi Instalasi Pipa Udara di Bidang Non-Marine 2.5.2.2 Rem Udara Rem udara adalah rem yang pengoperasiannya menggunakan udara bertekanan untuk menjalankan sistem pengereman. Sistem rem udara ini hanya perlu menekan satu tombol atau pedal untuk membuka katup-katup agar udara bertekanan mengalir pada sistem rem ini, sehingga hanya perlu menggunakan energy sekecil mungkin untuk dapat melakukan pengereman dengan daya yang besar dengan bantuan udara bertekanan. Rem udara merupakan awal mula dari bentuk aplikasi rem otomatis dimana sebagai control mekanisme kerja pada rem tersebut adalah pengaturan pada katup-katup yang dioperasikan untuk mengatur aliran udara bertekanan yang dibutuhkan dalam sistem pengereman. Rem angin juga banyak memiliki keuntungan dibandingkan dengan rem hidrolik. Keuntungan dari rem angin diantaranya adalah merupakan media kerja yang mudah didapat dan diangkut, dapat disimpan dengan mudah, bersih, kering, tidak peka terhadap suhu, aman terhadap kebakaran dan ledakan.



Gambar 2.8 Sumber : http://3.bp.blogspot.com/



Bab III Tahapan Praktikum 3.1 Peralatan Praktikum No



Nama Alat



3.1



3.2



Gambar



Fungsi



Spesifikasi



Kompresor



Sebagai alat untuk memampatkan udara (fluida kerja)



¼ HP, 50W, 220-240, 50Hz, 1400 RPM, 3.5 Bar, 50 Psi, 68L/min, 4.4Kg/9.7lb(NW), 17(H) x 12(W) x 24 (L) cm



Instalasi Pipa Udara



Sebagai tempat mengalirnya fluida gas (udara)



Temperatur max : 1300 F Tahun Pembuatan : 17/09/1992



3.3



Flow Meter



Mengatur kapasitas fluida



3.4



Katup



Mengatur aliran fluida yang di amati



0-14 Psi, 0-1kg/cm2



3.5



Pressure Gauge



Mengukur tekanan fluida



0-20 SCFH Air (DWYER)



3.6



Penampung Es



Menampung es pada percobaan pipa 2 dengan es



4 (T) x 15 (P) x 5(L) cm



3.7



Termometer



Mengukur suhu pada saat percobaan



Termometer raksa



3.8



Busur



Mengukur sudut yang terbentuk oleh katup



3.9



Meteran



Untuk megukur panjang pipa



3.2 Rangkaian Praktikum



Gambar 3.2 Sumber: modul praktikum mesin fluida



3.3 Prosedur Praktikum 3.3.1



Pipa 1 (pipa panjang dengan belokan) a) Membuka katup inlet pada pipa 1 dan menutup katup inlet pada pipa 2 dan 3. b) Menyalakan kompresor c) Mengatur apasitas udara pada flowmeter (mengikuti instruksi dari grader) d) Memvariasikan tekanan (megikuti instruksi dari grader) e) Mengukur dan mencatat besar tutupan sudut katup outlet sesuai tekanan yang diberikan. f)



Mencatat nilai perubahan kapasitas pada flowmeter pada masing – masing tekanan.



3.3.2



Pipa Lurus Tanpa Pendingin a) Membuka katup inlet pada pipa 2 dan menutup katup inlet pada pipa 1 dan 3. b) Menyalakan kompresor c) Mengatur kapasitas udara pada flowmeter (mengikuti instruksi dari grader) d) Memvariasikan tekanan (megikuti instruksi dari grader) e) Mengukur dan mencatat besar tutupan sudut katup outlet sesuai tekanan yang diberikan. f)



Mencatat nilai perubahan kapasitas pada flowmeter pada masing – masing tekanan.



3.3.3



Pipa Lurus dengan Belokan Halus a) Membuka katup inlet pada pipa 3 dan menutup katup inlet pada pipa 1 dan 2. b) Menyalakan kompresor c) Mengatur kapasitas udara pada flowmeter (mengikuti instruksi dari grader) d) Memvariasikan tekanan (megikuti instruksi dari grader) e) Mengukur dan mencatat besar tutupan sudut katup outlet sesuai tekanan yang diberikan. Mencatat nilai perubahan kapasitas pada flowmeter pada masing – masing



f)



tekanan. 3.3.4



Pipa Lurus dengan Pendinginan a) Membuka katup inlet pada pipa 2 dan menutup katup inlet pada pipa 1 dan 3. b) Mendinginkan temperatur pipa sampai konstan ( ± 13 0C ) c) Menyalakan kompresor d) Mengatur kapasitas udara pada flowmeter (mengikuti instruksi dari grader) e) Memvariasikan tekanan (megikuti instruksi dari grader)



3.4 Data Hasil Pengamatan Praktikum 3.4.1



Pipa 1 Panjang Pipa Kapasitas awal (Q)



Tekanan (Kg/cm2) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5



No 1 2 3 4 5



3.4.2



: 1.95 M : 10 SCFH



Sudut Putar 35 40 42.5 45 45



Q (SCFH) 9.5 9 8.5 8 7.5



Pipa 2 Tanpa Es Panjang Pipa



: 0.6



M



Kapasitas awal (Q)



: 10



SCFH



Tekanan (Kg/cm2)



No 1



Sudut Putar 0.1



Q (SCFH) 25 9.5



2 3 4 5 3.4.3



0.2 0.3 0.4 0.5



9 8.5 8 8



30 31 35 37 90



Q (SCFH) 9.5 9 8.5 8 7.5



Pipa 2 dengan Es Panjang Pipa



: 0.6



M



Kapasitas awal (Q)



: 10



SCFH



Tekanan (Kg/cm2)



No 1 2 3 4 5



3.4.4



35 37 40 90



Sudut Putar 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5



Pipa 3 Panjang Pipa



: 0.6



M



Kapasitas awal (Q)



: 10



SCFH



Tekanan (Kg/cm2)



No 1 2 3 4 5



Sudut Putar 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5



Q (SCFH) 25 30 32 36 34



9 8.5 8 8 7.5



Bab IV Analisis Data 4.1.Perhitungan Berdasarkan dari hasil data percobaan yang diperoleh, dapat dilakukan perhitungan sebagai berikut. 4.1.1.



Perhitungan Pipa 1



a. Luas Penampang dari pipa (A) yang dialiri udara Menghitung luas permukaan pipa dengan menggunakan rumus :



1 2 A= π D 4 Diameter pipa = 0.005 m Jari-jari pipa = 0.0025 m Maka didapat luas permukaan sebesar :



A=



1 2 x 3.14 x 0.005 4



A = 1.9625 x 10-5 b. Menghitung Tekanan (P) Aliran Udara Tekanan aliran udara ditentukan oleh grader untuk masing – masing instalasi pipa yang telah diamati. Pada masing-masing pipa, besar tekanan yang diberikan sama. Contoh tekanan pada perlakuan pertama adalah 0.1 kg/cm2 1 kg/cm2 = 98046.9 Pa 0.1kg/cm2 = 9804.69 Pa c. Menghitung Kecepatan (v) Aliran Fluida Menghitung kecepatan aliran fluida dengan rumus : Q=vxA V = Q/A Karena kapasitas yang didapat dalam satuan SCFH, jadi harus dirubah terlebih dahulu kedalam satuan m3/s. 1 SCFH = 7.87 x 10-6 m3/s



Untuk Q yang didapat dari hasil praktikum masih dalam satuan SCFH maka harus diubah kedalam satuan m3/s. d. Menghitung Koefisien Gesek Pada Pipa Menghitung koefisien gesek pada instalasi pipa udara dengan menggunakan rumus :



λ=



64 ℜ ℜ=



ℜ=



VD v



3.8 x 0.005 1.39 x 10−4



Re= 137.03



λ=



64 137.03



e. Menghitung nilai gaya F=PxA P pipa 1 = 9804.69 Pa A = 1.9625 x 10-5m2 F = 9804.69 x 1.9625 x 10-5 F = 0.1924 N f.



Menghitung kerugian akibat panjang pipa



∆ P1=



λ x l x v2 x ρ 2xD



0,2289 x 1.95 x 3.82 x 1,023 ¿ 2 x 0.005 = 662.73 g. Menghitung kerugian akibat belokan pipa



β xξxv x ρ ( 90 ) ∆P = 2



2



2



ε =( 2threded elbow 90 ) + ( Threded tees ) = (1.5 . 2) + 0.9 = 3.9



90 x 3.9 x 3.8 x 1.023 ( 90 ) ∆P = 2



2



2



¿ 28.95 h. Menghitung kerugian pada katup



ξ x v2 x ρ ∆ P3 = 2 ε =¿ 350



6 x 3.8 2 x 1.023 ∆ P3 = 2 = 44.54 Tabel 4.1.1 Perhitungan nilai percobaan pada pipa 1



Q (m3/s) 0.000074765



V 3.809681529



0.00007083



3.609171975



0.000066895



3.40866242



0.00006296



3.208152866



0.000059025



3.007643312



4.1.2.



λ 0.467 02 0.492 97 0.521 96 0.554 59 0.591 56



F 0.192417 041 0.384834 083 0.577251 124 0.769668 165 0.962085 206



∆P1 1352.146 31 1280.980 714 1209.815 119 1138.649 524 1067.483 929



Perhitungan Pipa 2 Tanpa Es



a. Luas Penampang dari pipa (A) yang dialiri udara Menghitung luas permukaan pipa dengan menggunakan rumus :



∆P2 28.95260128 25.98516015 23.17812125 20.53148457 18.04525011



∆P3 44.542 46 69.960 05 69.831 52 80.546 59 70.792 9



R 137



129



122



115



108



1 A= π D2 4 Diameter pipa = 0.005 m Jari-jari pipa = 0.0025 m Maka didapat luas permukaan sebesar :



A=



1 x 3.14 x 0.0052 4



A = 1.9625 x 10-5 b. Menghitung Tekanan (P) Aliran Udara Tekanan aliran udara ditentukan oleh grader untuk masing – masing instalasi pipa yang telah diamati. Pada masing-masing pipa, besar tekanan yang diberikan sama. Contoh tekanan pada perlakuan pertama adalah 0.1 kg/cm2 1 kg/cm2 = 98046.9 Pa 0.1kg/cm2 = 9804.69 Pa c. Menghitung Kecepatan (v) Aliran Fluida Menghitung kecepatan aliran fluida dengan rumus : Q=vxA Karena kapasitas yang didapat dalam satuan SCFH, jadi harus dirubah terlebih dahulu kedalam satuan m3/s. 1 SCFH = 7.87 x 10-6 m3/s Untuk Q yang didapat dari hasil praktikum masih dalam satuan SCFH maka harus diubah kedalam satuan m3/s. d. Menghitung Koefisien Gesek Pada Pipa Menghitung koefisien gesek pada instalasi pipa udara dengan menggunakan rumus :



λ=



64 ℜ ℜ=



VD v



ℜ=



3.8 x 0.005 −4 1.39 x 10



Re= 137.03



λ=



64 =0.46 −4 1.39 x 10



e. Menghitung nilai gaya F=PxA P pipa 2 tanpa es = 9804.69 Pa A = 1.9625 x 10-5m2 F = 9804.69 x 1.9625 x 10-5 F = 0.1924 N f.



Menghitung kerugian akibat panjang pipa



∆ P1=



λ x l x v2 x ρ 2xD 2



0,2289 x 0.6 x 3.809 x 1,023 ¿ 2 x 0.005 = 662.739 g. Menghitung kerugian akibat belokan pipa



β xξxv x ρ ( 90 ) ∆P = 2



2



2



ε =( 2threded elbow 90 ) + ( Threded tees ) = (1.5 . 2) + 0.9 = 3.9



90 x 3.3 x 3.809 x 1.023 ( 90 ) ∆P = 2



2



2



¿ 24.49 h. Menghitung kerugian pada katup



2



∆ P3 =



ξxv xρ 2



ε =¿ 250 ∆ P3 =



2.2 x 3.8092 x 1.023 2



= 16.33



Tabel 4.1.2 Perhitungan nilai percobaan pada pipa 2 (Tanpa Es)



Q (m3/s) 0.000074 765 0.000070 83 0.000066 895 0.000062 96 0.000062 96



v 3.8096815 29 3.6091719 75 3.4086624 2 3.2081528 66 3.2081528 66



λ 0.4670 2 0.4929 7 0.5219 6 0.5545 9 0.5545 9



F 0.1924170 41 0.3848340 83 0.5772511 24 0.7696681 65 0.9620852 06



∆P1 1352.146 31 1280.980 714 1209.815 119 1138.649 524 1138.649 524



∆P2 24.498354 93 21.987443 21 19.612256 44 17.372794 63 17.372794 63



4.1.3 Perhitungan Pipa 2 Dengan Es a. Luas Penampang dari pipa (A) yang dialiri udara Menghitung luas permukaan pipa dengan menggunakan rumus :



1 A= π D2 4 Diameter pipa = 0.005 m Jari-jari pipa = 0.0025 m Maka didapat luas permukaan sebesar :



A=



1 2 x 3.14 x 0.005 4



A = 1.9625 x 10-5 b. Menghitung Tekanan (P) Aliran Udara



∆P3 16.332 24 39.977 17 47.544 86 55.277 07 0



RE 137.0389039 129.82633 122.6137561 115.4011822 115.4011822



Tekanan aliran udara ditentukan oleh grader untuk masing – masing instalasi pipa yang telah diamati. Pada masing-masing pipa, besar tekanan yang diberikan sama. Contoh tekanan pada perlakuan pertama adalah 0.1 kg/cm2 1 kg/cm2 = 98046.9 Pa 0.1kg/cm2 = 9804.69 Pa c. Menghitung Kecepatan (v) Aliran Fluida Menghitung kecepatan aliran fluida dengan rumus : Q=vxA Karena kapasitas yang didapat dalam satuan SCFH, jadi harus dirubah terlebih dahulu kedalam satuan m3/s. 1 SCFH = 7.87 x 10-6 m3/s Untuk Q yang didapat dari hasil praktikum masih dalam satuan SCFH maka harus diubah kedalam satuan m3/s. d. Menghitung Koefisien Gesek Pada Pipa Menghitung koefisien gesek pada instalasi pipa udara dengan menggunakan rumus :



λ=



64 ℜ ℜ=



ℜ=



VD v



3.8 x 0.005 1.36 x 10−4



Re= 140.06



λ=



64 =0.456 140.06



e. Menghitung nilai gaya F=PxA P pipa 2 dengan es = 9804.69 Pa A = 1.9625 x 10-5m2 F = 9804.69 x 1.9625 x 10-5



F = 0.1924 N f.



Menghitung kerugian akibat panjang pipa



∆ P1=



¿



λ x l x v2 x ρ 2xD



0,2289 x 0.6 x 3.8092 x 1,023 2 x 0.005



= 203.91 g. Menghitung kerugian akibat belokan pipa



β xξxv x ρ ( 90 ) ∆P = 2



2



2



ε =( 2threded elbow 90 ) + ( Threded tees ) = (1.5 . 2) + 0.9 = 3.9



90 x 3.3 x 3.809 x 1.023 ( 90 ) ∆P = 2



2



2



¿ 24.49 h. Menghitung kerugian pada katup 2



ξxv xρ ∆ P3 = 2 ε =¿ 300 2



4 x 3.809 x 1.023 ∆ P3 = 2 = 29.69



Tabel 4.1.3 Perhitungan nilai percobaan pada pipa 2 (Dengan Es)



Q (m3/s) 0.0000747 65



v 3.809681529



λ 0.456 94



F 0.192417 041



∆P1 407.0656 295



∆P2 24.49835493



∆P3 29.694 98



RE 140.06 18



0.0000708 3 0.0000668 95 0.0000629 6 0.0000590 25



3.609171975 3.40866242 3.208152866 3.007643312



0.482 33 0.510 7 0.542 62 0.578 79



0.384834 083 0.577251 124 0.769668 165 0.962085 206



385.6411 227 364.2166 159 342.7921 09 321.3676 022



21.98744321 19.61225644 17.37279463 15.26905778



25.652 02 35.658 65 147.40 55 0



4.1.4 Perhitungan Pipa 3 a. Luas Penampang dari pipa (A) yang dialiri udara Menghitung luas permukaan pipa dengan menggunakan rumus :



1 2 A= π D 4 Diameter pipa = 0.005 m Jari-jari pipa = 0.0025 m Maka didapat luas permukaan sebesar :



A=



1 x 3.14 x 0.0052 4



A = 1.9625 x 10-5 b. Menghitung Tekanan (P) Aliran Udara Tekanan aliran udara ditentukan oleh grader untuk masing – masing instalasi pipa yang telah diamati. Pada masing-masing pipa, besar tekanan yang diberikan sama. Contoh tekanan pada perlakuan pertama adalah 0.1 kg/cm2 1 kg/cm2 = 98046.9 Pa 0.1kg/cm2 = 9804.69 Pa c. Menghitung Kecepatan (v) Aliran Fluida Menghitung kecepatan aliran fluida dengan rumus : Q=vxA Karena kapasitas yang didapat dalam satuan SCFH, jadi harus dirubah terlebih dahulu kedalam satuan m3/s. 1 SCFH = 7.87 x 10-6 m3/s



132.69 01 125.31 85 117.94 68 110.57 51



Untuk Q yang didapat dari hasil praktikum masih dalam satuan SCFH maka harus diubah kedalam satuan m3/s. d. Menghitung Koefisien Gesek Pada Pipa Menghitung koefisien gesek pada instalasi pipa udara dengan menggunakan rumus :



λ=



64 ℜ ℜ=



ℜ=



VD v



3.6 x 0.005 1.39 x 10−4



Re= 129.82



λ=



64 =0.49 129.82



e. Menghitung nilai gaya F=PxA



P pipa 3 = 9804.69 Pa A = 1.9625 x 10-5m2 F = 9804.69 x 1.9625 x 10-5 F = 0.1924 N f.



Menghitung kerugian akibat panjang pipa



∆ P1=



λ x l x v2 x ρ 2xD 2



¿



0,2289 x 0.6 x 3.61 x 1,023 2 x 0.005



= 184.48 g. Menghitung kerugian akibat belokan pipa



β xξxv x ρ ( 90 ) ∆P = 2



2



2



ε =( 2threded elbow 90 ) + ( Threded tees ) = (1.5 . 2) + 0.9 = 3.9



90 x 3.6 x 3.61 x 1.023 ( 90 ) ∆P = 2



2



2



¿ 23.98 h. Menghitung kerugian pada katup



ξ x v2 x ρ ∆ P3 = 2 ε =¿ 250



2.2 x 3.612 x 1.023 ∆ P3 = 2 = 14.65



Tabel 4.1.4 Perhitungan nilai percobaan pada pipa 3



Q (m3/s) 0.0000708 3 0.0000668 95 0.0000629 6 0.0000629



v 3.60917197 5 3.40866242 3.20815286 6 3.20815286



λ 0.4929 7 0.5219 6 0.5545 9 0.5545



F 0.192417 041 0.384834 083 0.577251 124 0.769668



∆P1 394.14791 21 372.25080 59 350.35369 97 350.35369



∆P2 23.98630168



∆P3 14.6583



RE 129.8



21.39518884



23.7724 3 20.5314 8 34.2191



122.6



18.9521396 18.9521396



115.4



115.4



6 0.0000590 25



6 3.00764331 2



9 0.5915 6



165 0.962085 206



97 328.45659 34



25.44842964



4 25.4484 3



108.1



4.2 Analisa Grafik 4.2.1 Grafik Tekanan (P) dengan Gaya 1.2 1 0.8 Gaya



pipa 1



0.6



pipa 2 tanpa es



0.4



pipa 2 dengan es pipa 3



0.2 0 0



20000



40000



60000



Tekanan



Dari gambar grafik tekanan dengan gaya, dapat dilihat bahwa semakin kecil tekanan maka semakin kecil pula gaya yang timbul akibat tekanan tersebut. Begitu juga sebaliknya, semakin besar tekanan yang diberikan maka semakin besar pula gaya yang timbul. Dari grafik di atas juga dapat diketahui bahwa semakin besar tekanan yang terjadi pada suatu instalasi pipa udara, maka akan semakin besar gaya yang bekerja/terjadi pada instalasi tersebut, dengan catatan bahwa luas penampangnya adalah konstan. Hal tersebut dapat dibuktikan dalam suatu rumus. F berbanding lurus dengan P. Untuk lebih jelasnya, berikut rumus : F=PxA



4.2.2 Grafik Tekanan (P) dengan Kapasitas (Q) 0 0 0 Q



pipa 1 pipa 2 tanpa es



0



pipa 2 dengan es 0



pipa 3



0 0



20000



40000



60000



Tekanan



Pada grafik tekanan dengan kapasitas terlihat bahwa semakin besar tekanan maka semakin kecil kapasitas udara (Q) yang mengalir pada instalasi tersebut. Dengan rumus P = F/A dan A = Q/v maka P=F.V/Q . Sehingga dapat dilihat bahwa hubungan antara tekanan (P) dengan Kapasitas (Q) adalah berbanding terbalik. Semakin tinggi tekanan maka Kapasitas semakin rendah. 4.2.3 Grafik Tekanan dengan Sudut 100 90 80 70 60 Sudut



50 40 30



pipa 1



20 10



pipa 3



pipa 2 tanpa es pipa 2 dengan es



0 0



100002000030000400005000060000 Tekanan



Dari grafik tekanan dengan sudut dapat diketahui hubungan tekanan dengan sudut putar. Perubahan sudut mempengaruhi luas penampang dari pipa yang dialiri oleh udara. Semakin besar sudut yang diputar pada katup, semakin kecil luasan yang dapat dialiri oleh udara



tersebut. Ketika luasan yang dialiri udara semakin kecil maka semakin besar tekanan yang terjadi. Hal ini dapat dilihat dengan rumus dibawah ini : F=PxA P = F/A Dari grafik tekanan dengan sudut dapat diketahui bahwa pada pipa 2 tanpa es dan pipa 2 dengan es terdapat data dengan sudut 900 hal ini terjadi karena kesalahan praktikan dalam mengukur sudut putar.



4.2.4 Grafik Kapasitas (Q) dengan Gaya (F) 1.2 1 0.8 Gaya



pipa 1



0.6



pipa 2 tanpa es



0.4



pipa 2 dengan es pipa 3



0.2 0 0



0



0



0



0



0



0



Kapasitas (Q)



Dari gambar grafik diatas, dapat diketahui bagaimana hubungan antara kapasitas (Q) dengan gaya (F). Semakin besar nilai dari kapasitasnya, makan semakin kecil gaya yang terjadi saat itu. Hal tersebut terjadi karena F=PxA Q= v x A maka P=F.V/Q



4.2.5 Grafik Kapasitas (Q) dengan Sudut Putar 100 90 80 70



pipa 1 pipa 2 tanpa es



60



pipa 2 dengan es



50



pipa 3



40 30 20 0



0



0



0



0



0



0



Dari grafik diatas dapat dilihat hubungan kapasitas dengan sudut putar. Apabila nilai dari sudut putar katup bernilai kecil, maka kapasitas udara mempunyai nilai yang besar, tetapi apabila sudut putar dari katup bernilai besar, maka kapasitas udara yang mengalir mempunyai nilai yang kecil. Hal tersebut diakibatkan karena sudut putar dari katup mempengaruhi besar kecilnya luasan penampang pipa yang dialiri udara. Berikut rumus dari kapasitas : Q=vxA Dari grafik tekanan dengan sudut dapat diketahui bahwa pada pipa 2 tanpa es dan pipa 2 dengan es terdapat data dengan sudut 900 hal ini terjadi karena kesalahan praktikan dalam mengukur sudut putar.



4.2.6 Grafik Tekanan (P) dengan ∆P1,∆P2, ∆P3 1600 1400 1200 1000 ∆P1



800



pipa 1



600



pipa 2 tanpa es pipa 2 dengan es



400



pipa 3



200 0 0



20000



40000



60000



Tekanan



30 28 26 24 22 ∆P2



20 18 16



pipa 1



14 12



pipa 3



pipa 2 tanpa es pipa 2 dengan es



10 0



20000



40000



Tekanan



60000



160 140 120 100 ∆P3



80



pipa 1



60



pipa 2 tanpa es pipa 2 dengan es



40



pipa 3



20 0 0



20000



40000



60000



Tekanan



Dalam grafik ini, dijelaskan mengenai hubungan antara tekanan dengan loses yang terjadi. Dari gambar P terhadap ΔP1, dapat diketahui hubungan tekanan dengan loses yang diakibatkan oleh panjang pipa. Semakin panjang instalasi pipa, semakin besar loses yang terjadi. Semakin kecil tekanan yang dibuat, maka semakin besar loses yang terjadi. Dari gambar P terhadap ΔP2 menunjukkan loses yang diakibatkan oleh belokan dengan aksesorisnya. Semakin kecil tekanan yang dibuat, maka semakin besar loses yang terjadi. Gambar grafik P terhadap ΔP3 menunjukkan hubungan antara tekanan dengan loses yang diakibatkan oleh katup. Dalam kondisi tertentu ketika nilai tekanan rendah, maka loses yang terjadi juga rendah, tetapi ada beberapa titik dimana malah sebaliknya, semakin tinggi nilai tekanan, maka semakin rendah pula loses yang terjadi.



4.2.7 Grafik Kapasitas (Q) terhadap ∆P1,∆P2, ∆P3 1600 1400 1200 1000 ∆P1



800



pipa 3



600



pipa 1 pipa 2 tanpa es



400



pipa 2 degan es



200 0 0



0



0



0



0



0



0



0



0



Kapasitas



33 28 pipa 1



∆P2 23



pipa 2 tanpa es pipa 2 dengan es



18



pipa 3



13 0



0



0



0



0



0



Kapasitas



0



0



0



160 140 120 100 ∆P3



80



pipa 1



60



pipa 2 tanpa es pipa 2 dengan es



40



pipa 3



20 0 0



0



0



0



0



0



0



Kapasitas



maka grafik Q terhadap ΔP1 menunjukkan loses yang diakibatkan oleh panjang pipa, sedangkan pada grafik Q terhadap ΔP2 menunjukkan losses yang disebabkan oleh belokan dengan aksesorisnya (ΔP2). Dimana semakin kecil loses yang terjadi, maka semakin kecil juga kapasitas udara yang mengalir dalam instalasi pipa. Grafik P dengan ΔP3 menunjukkan hubungan tekanan dengan loses yang diakibatkan oleh katup (ΔP3). Gambar grafik diatas menunjukkan dalam kondisi tertentu ketika nilai kapasitas rendah, maka loses yang terjadi tinggi, tetapi ada beberapa titik dimana malah sebaliknya, semakin rendah nilai kapasitas, maka semakin rendah pula loses yang terjadi.



Bab V Penutup Putu Widhi Aprilia 4215100017



Bab V Penutup



5.1 Pertanyaan 1. Apa instalasi pipa udara itu? 2. Dari berbagai jenis kompresi manakah yang mungkin terjadi? Berikan alasan anda! 3. Bagaimana pengaruh temperature pada pipa udara? 4. Bagaimana pengaruh losses yang terjadi pada instalasi pipa udara? 5. Bagaimana cara menghitung losses pada instalasi pipa udara? 6. Bagaimanakah hubungan antara tekanan dengan gaya, tekanan dengan kapasitas, tekanan dengan bukaan katup serta tekanan dengan rugi-rugi? 7. Bagaimana hubungan antara kapasitas dengan gaya dan kapasitas dengan losses? 8. Apa yang kamu ketahui tentang SCFH?



9. Sebutkan contoh aplikasi instalasi pipa udara? 10. Sebutkan 3 aplikasi pipa udara di dunia marine! Jelaskan ! 5.2 Jawaban Pertanyaan 1. Instalasi pipa udara adalah suatu sistem perpipaan yang mengalirkan fluida gas dari satu tempat yang lain. Fluida yang mengalir berasal dari proses kompresi yang menggunakan alat yaitu kompresor yang berfungsi untuk memampatkan udara dari tekanan normal atmosfer menjadi udara yang bertekanan tinggi. Selama proses berlangsung terjadi kerugian/losses akibat instalasi seperti belokan, katup, fitting, dan dari pipa itu sendiri. Prinsip kerja dari pipa udara yaitu udara masuk kedalam pipa melalui katup yang terbuka kemudian udara dipompa menuju kompresor dan didalam kompresor udara akan dikompres.Kompresi politropik karena Kompresi pada kompresor yang sesungguhnya bukan merupakan proses isotermal, karena ada kenaikan temperatur. Namun juga bukan proses adiabatik karena ada panas yang dipancarkan keluar. Jadi proses kompresi yang sesungguhnya ada diantara keduanya. 2. Kompresi politropik karena kompresi pada kompresor yang sesungguhnya bukan merupakan proses isotermal, karena ada kenaikan temperatur. Namun juga bukan proses adiabatik karena ada panas yang dipancarkan keluar. Jadi proses kompresi yang sesungguhnya berada diantara keduanya. 3. Berdasarkan hasil praktikum, temperatur berpengaruh terhadap pipa udara, apabila temperature rendah maka pressure drop juga rendah. Pada tabel hasil pengamatan pipa 2 dengan es memiliki nilai pressure drop lebih rendah dibanding dengan pipa 2 tanpa es. 4. Setiap pipa memiliki losses yang berbeda, hal ini terjadi karena dipengaruhi oleh panjang pipa, fitting dalam instalasi, dan belokan dan aksesoris pada pipa sehingga besar losses pada rangkaian pipa 1 dan pipa 2 ataupun 3 berbeda walaupun udara yang digunakan sama, kecepatan sama, dan diameter pipa yang sama. 5. Terdapat 3 cara dalam menghitung losses: a. Kerugian pada saluran akibat panjang pipa (ΔP1)



β .ε.V .ρ ( 90 ) ∆ P= 2



2



b. Kerugian pada saluran akibat belokan dan aksesoris (ΔP2)



β .ε.V .ρ ( 90 ) ∆ P= 2



2



c. Kerugian pada saluran akibat katup (ΔP3)



∆ P=



ε.V 2.ρ 2



6. (i) Hubungan gaya dan tekanan adalah berbanding lurus sesuai dengan rumus P=F/A. Sehingga semakin besar gaya yang diberikan pada luasan yang sama, maka tekanannya pun juga besar. (ii) Hubungan tekanan dengan kapasitas adalah berbanding terbalik, dikarenakan kapasitas adalah fungsi dari luasan. Jadi semakin tinggi tekanannya maka kapasitas udara yang dikeluarkan kecil dan berlaku juga sebaliknya. P=F/A A=Q/v Maka, P.v = F/ Q (iii) Hubungan tekanan dengan bukaan katup adalah berbanding terbalik, semakin besar bukaan katup maka tekanan semakin kecil dan begitu juga sebaliknya (iv) Hubungan tekanan dengan losses adalah berbanding terbalik, karena apabila tekanan semakin besar maka losses semakin kecil. Sedangkan untuk ΔP3 (losses akibat katup) akan bertambah seiring bertambahnya tekanan. 7. (i) Hubungan antara kapasitas dengan gaya adalah berbanding terbalik, karena semakin besar gaya diberikan maka kapasitas yang ada semakin kecil dan begitu pula sebaliknya. (ii) Hubungan antara kapasitas dengan losses adalah berbanding lurus, semakin besar kapasitasnya maka losses yang dihasilakan besar, begitu juga sebaliknya. 8. SCFH adalah singkatan dari Standard Cubic Feet per Minute yang merupakan satuan kapasitas selain m3/s. 1 SCFH adalah 7.87 x 10-6 m3/s



9. Contoh Instalasi pipa udara adalah pada Full Air Brake atau rem udara, fan ventilator dll 10. 3 Aplikasi Pipa Udara di dunia marine : a. Sistem starter mesin utama pada kapal b. Pipa udara pada pendingin ruangan di kapal c. Pipa udara pada tanki bahan bakar 5.3 Kesimpulan



Instalasi pipa udara merupakan serangkaian dari suatu suatu alat yang digunakan untuk menggerakkan fluida gas dimana karakteristik pipa sangat mempengaruhi kinerjanya. Dalam instalasi pipa udara terdapat kompresor sebagai penggeraknya. Pada pipa udara terdapat berbagai variabel yang mempengaruhi perhitungan diantaranya adalah tekanan (P), kecepatan (V), temperatur (T), kapasitas (Q), gaya (F),dan luas penampang (A). Ada 3 cara untuk mengetahui losses yaitu yang pertama Kerugian pada saluran akibat panjang pipa (ΔP1) dengan 2



rumus ∆ P=



λ . l. V . ρ , kemudian Kerugian pada saluran akibat belokan dan aksesoris (ΔP2) 2d



β .ε.V .ρ ( 90 ) ∆ P= 2



dengan rumus



2



, dan yang terakhir adalah Kerugian pada saluran akibat



2



katup (ΔP3) yang rumusnya adalah ∆ P=



ε. V . ρ . 2



5.4 Saran Dari praktikum yang telah dilakukan pada sistem pneumatis ini terdapat kekurangan seperti pressure gauge mengalami kerusakan, sehingga pelaksanaan praktikum menjadi kurang optimal. Serta pembacaan sudut putar kurang tepat karena keterbatasan praktikan. Dengan ini agar menjadi koreksi untuk penggantian peralatan yang sudah rusak.



Bab V Penutup Oky Mahardika 4213100068



Bab V Penutup 5.1 Pertanyaan dan Jawaban 



Apa instalasi pipa udara itu? Sistem instalasi pipa udara adalah suatu media/lintasan penyaluran udara yang dipindahkan dari suatu tempat ke tempat lain.







Dari berbagai jenis kompresi, kompresi manakah yang mungkin terjadi? Beri alasan? Kompresi politropik, karena kompresi pada kompresor yang sesungguhnya bukan merupakan proses isotermal, dikarenakan adanya kenakan temperatur. Namun juga bukan proses adiabatik karena adanya panas yang dipancarkan keluar. Sehingga, proses kompresi sesungguhnya yang mungkin terjadi berada diantara kedua proses tersebut, atau dinamakan dengan kompresi politropik.







Bagaimana pengaruh temperatur pada pipa udara? Untuk kapasitas awal yang sama, semakin rendah temperatur pada sistem pipa udara maka akan mengakibatkan perbedaan bukaan katup pada variasi tekanan yang sama dan juga mengakibatkan pertambahan kapasitas (Q) yag terjadi







Bagaimana pengaruh losses yang terjadi pada instalasi pipa udara? Semakin besar losses yang terjadi pada sebuah instalasi pipa udara, maka energi / head yang diperlukan juga semakin besar. Pada praktikum ini ditunjukkan pada variasi tekanan yang sama setiap pipa udara, pada saluran instalasi yang memiliki losses yang kecil, bukaan katup yang diperlukan juga semakin kecil







Bagaimana cara menghitung losses yang terjadi pada instalasi pipa udara? Pada sistem instalasi pipa udara prinsip kerja sama dengan instalasi pipa air bedanya terletak pada fluida yang dialirkan dimana pada instalasi pipa udara fluida yang dialirkan berupa gas yang bertekanan. Udara diolah oleh compressor dengan mengkompresi udara yang masuk kemudian fluida yang sudah dikompresi akan mengalir melalui perantara pipa .Dalam akan terjadi rugi-rugi yang dipengaruhi oleh kekasaran saluran,



panjang saluran , penggunaan



belokan dan pemasangan aksesoris pada pipa .berikut ada 3 rugi-rugi yang diakibatkan , dirumuskan sebagai berikut :



 Kerugian pada saluran akibat panjang pipa 2



∆ P=



λ . l. v . ρ 2d



Dimana : λ



= koefisien gesekan dalam pipa = 0.0561/Q^0.148



l



= panjang saluran



(m)



V = kecepatan aliran pada permukaan saluran



(m/s)



ρ = densitas udara



(1.293 kg/m3 )



d = diameter pipa dalam



(m)



 Kerugian pada saluran akibat belokan dan aksesoris



( β /90 ) . ξ . v 2 . ρ ∆ P= 2



Dimana : ξ = koefisien hambatan (tergantung pada sudut belokan)



β = sudut lengkung



(0 )



V = kecepatan aliran pada permukaan saluran (m/s) ρ = densitas udara



(1.293 kg/m3 )



 Kerugian pada saluran akibat katup



∆ P=



ξ . v2 . ρ 2



Dimana : ξ = koefisien hambatan (tergantung pada sudut putar bukaan katup) V = kecepatan aliran pada permukaan saluran (m/s) ρ = densitas udara 



(1.293 kg/m3 )



Bagaimana hubungan antara tekanan dengan gaya,tekanan dengan kapasitas, tekanan dengan bukaan katup, serta tekanan dengan rugi-rugi? Hubungan tekanan dengan gaya: Dari grafik menggambarkan pengaruh tekanan terhadap besarnya gaya yang terjadi. Dari grafik dapat diketahui bahwa semakin besar tekanan maka semakin besar gaya, begitu juga sebaliknya, semakin kecil tekanan maka semakin kecil pula gayanya. Hal ini sesuai dengan persamaan



F=P. A , dimana besarnya gaya berbanding lurus dengan tekanan untuk luasan



yang konstan Hubungan tekanan dengan kapasitas: Dari persamaan



P=



R .T v



( dimana



v



adalah volume spesifik =



V g



). Sehingga dapat



dilihat bahwa hubungan antara volume ( v ) dengan tekanan ( P ) adalah berbanding terbalik, sedangkan karena volume (



v ) berbanding lurus dengan kapasitas (Q) maka dapat



disimpulkan bahwa dengan nilai kapasitas yang makin rendah maka tekanan fluida akan berubah semakin tinggi seiring dengan turunnya nilai kapasitas. Atau dapat dikatakan hubungan tekanan ( P ) dengan kapasitas (Q) adalah berbanding terbalik.



Hubungan tekanan dengan bukaan katup: Besarnya udara yang ada pada pipa kompresor di pengaruhi oleh besar kecilnya sudut katub. Semakin besar sudut katub di tutup, maka hambatan semakin besar menyebabkan udara di dalam pipa membesar tanpa ada penambahan volume ruangan. Hal ini akan meningkatkan tekanan udara. Ini juga berlaku untuk kebalikannya.Dari grafik di atas kita lihat bahwa hubungan antara tekanan dengan sudut berbanding lurus, hal ini sudah sesuai dengan teori yang ada. Terlihat grafik pipa 1, pipa 2, dan pipa 3 bahwa semakin besar sudut putarnya maka akan semakin besar pula tekanannya. Hubungan tekanan dengan rugi-rugi:



Δ P1 =



Dari gambar grafik dapat dilihat dari grafik bahwa,



β .ξ . v . ρ ( 90 ) ΔP =



λ . l. v2 . ρ 2D



(rugi akibat gesekan)



2



dan



2



2



(rugi akibat katup dan aksesoris) akan semakin kecil seiring



2



bertambahnya tekanan, sedangkan untuk



Δ P3 =



ξ .v . ρ 2



(rugi akibat sudut katup) akan



semakin menurun seiring bertambahnya tekanan. 



Bagaimana hubungan antara kapasitas dengan gaya dan kapasitas dengan losses? Hubungan kapasitas dengan gaya: Dari grafik hubungan antara kapasitas aliran fluida (Q) dan besarnya gaya (F) yang terjadi adalah berbanding terbalik. Berdasarkan persamaan yang ada dapat di ketahui bahwa



Q=V . A , sedangkan untuk mendapatkan nilai F dapat dicari dari persamaan Sehingga didapatkan persamaan baru yaitu :



Q=V .



( PF )



P=F . A .



dari persamaan ini dapat kita simpulkan bahwa besarnya kapasitas aliran fluida berbanding terbalik dengan gayanya. Sehingga pernyataan ini telah sesuai dengan grafik yang diperoleh dari percobaan ini.



Hubungan kapasitas dengan losses: Dari gambar grafik diatas dapat dilihat dari grafik bahwa mengalami kebalikan dengan



hubungan antara



Δ P❑



dengan tekanan, dimana



β .ξ . v . ρ ( 90 ) ΔP =



Δ P1=



λ . l. v2 . ρ 2D



(rugi akibat gesekan)



2



dan



2



2



(rugi akibat katup dan aksesoris) akan semakin besar seiring



2



bertambahnya kapasitas, sedangkan untuk



Δ P3 =



ξ .v . ρ 2



(rugi akibat sudut katup) akan



semakin menurun seiring bertambahnya kapasitas.







Apa yang kamu ketahui dengan SCFH? SCFH merupakan satuan kapasitas dalam unit British dimana SCFH adalah singkatan dari Standart Cubiq Feet per Hour. Dikatakan standart disini karena ukuran yang dihasilkan dinyatakan dalam kondisi tekanan absolut.







Sebutkan contoh aplikasi instalasi pipa udara? Instalasi pipa udara kompressor pada bengkel-bengkel sepeda motor dan kendaraan roda 4, instalasi pneumatis pada pabrik-pabrik, penggunaan pipa udara untuk perangkat mekatronik industri, dll







Sebutkan 3 aplikasi pipa udara di dunia marine?



Instalasi pipa udara untuk sistem stater main engine, instalasi pipa udara untuk air receiver sistem penyediaan air tawar pada kapal ferry dan instalasi pipa udara kapal pengambil pasir di laut lepas 5.2 Kesimpulan Berdasarkan hasil praktikum pengaruh losses yang terjadi pada pipa udara dipengaruhi oleh panjang pipa karena semakin panjang pipa tersebut maka kemungkinan terjadinya losses semakin besar dan pengaruh outfitting juga berpengaruh pada losses yang tejadi di instalasi pipa udara karena banyaknya lekukan sudut yang ada di pipa udara tersebut selain itu juga dipengaruhi oleh aksesoris. Kemudian pengaruh karena bukaan katup sangat besar memungkinkan terjadinya losses di insatalasi pipa udara karena semakin kecil kecil aliran udara yang ada di dalam pipa maka semakin tinggi tekanan yang dihasil dan hal tersebut sangat besar terjadinya losses. 5.3 Saran Sebaiknya alat praktikum dicek terlebih dahulu oleh grader maupun petugas yang berwenang agar meminimalisir kesalahan praktikum.



Bab V Penutup Ajar Sembodo 4214100042



Bab V Penutup 5.1 Pertanyaan dan Jawaban 



Apa instalasi pipa udara itu? Sistem instalasi pipa udara adalah suatu sistem perpipaan yang mengalirkan fluida gas dari satu tempat ke tempat lain, dengan menggunakan kompresor untuk melakukan kompresi selanjutnya memampatkan udara menjadi bertekanan tinggi.







Dari berbagai jenis kompresi, kompresi manakah yang mungkin terjadi? Beri alasan? Kompresi politropik, karena kompresi pada kompresor yang sesungguhnya bukan merupakan proses isotermal, karena adanya kenakan temperatur. Namun juga bukan proses adiabatik karena adanya panas yang dipancarkan keluar. Sehingga, proses kompresi sesungguhnya yang mungkin terjadi berada diantara kedua proses tersebut, atau disebut kompresi politropik.







Bagaimana pengaruh temperatur pada pipa udara? Untuk kapasitas awal yang sama, semakin rendah temperatur pada sistem pipa udara maka semakin rendah pula pressure drop. Dari hasil pratikum pipa dengan es dengan tidak dengan es, memiliki nilai pressure drop lebih rendah jika dengan es.







Bagaimana pengaruh losses yang terjadi pada instalasi pipa udara? Semakin besar losses yang terjadi, maka head yang diperlukan juga semakin besar. Dan losses dipengaruhi oleh panjang pipa, fitting dalam instalasi, dan belokan serta aksesoris dalam pipa.







Bagaimana cara menghitung losses yang terjadi pada instalasi pipa udara? Pada sistem instalasi pipa udara prinsip kerja sama dengan instalasi pipa air bedanya terletak pada fluida yang dialirkan dimana pada instalasi pipa udara fluida yang dialirkan berupa gas yang bertekanan. Udara diolah oleh compressor dengan mengkompresi udara yang masuk kemudian fluida yang sudah dikompresi akan mengalir melalui perantara pipa .Dalam akan terjadi rugi-rugi yang dipengaruhi oleh kekasaran saluran,



panjang saluran , penggunaan



belokan dan pemasangan aksesoris pada pipa .berikut ada 3 rugi-rugi yang diakibatkan , dirumuskan sebagai berikut :



 Kerugian pada saluran akibat panjang pipa



2



∆ P=



λ . l. v . ρ 2d



Dimana : λ



= koefisien gesekan dalam pipa = 0.0561/Q^0.148



l



= panjang saluran



(m)



V = kecepatan aliran pada permukaan saluran



(m/s)



ρ = densitas udara



(1.293 kg/m3 )



d = diameter pipa dalam



(m)



 Kerugian pada saluran akibat belokan dan aksesoris



∆ P=



( β / 90 ) . ξ . v 2 . ρ 2



Dimana : ξ = koefisien hambatan (tergantung pada sudut belokan) β = sudut lengkung



(0 )



V = kecepatan aliran pada permukaan saluran (m/s) ρ = densitas udara



(1.293 kg/m3 )



 Kerugian pada saluran akibat katup



∆ P=



ξ . v2 . ρ 2



Dimana : ξ = koefisien hambatan (tergantung pada sudut putar bukaan katup) V = kecepatan aliran pada permukaan saluran (m/s) ρ = densitas udara 



(1.293 kg/m3 )



Bagaimana hubungan antara tekanan dengan gaya,tekanan dengan kapasitas, tekanan dengan bukaan katup, serta tekanan dengan rugi-rugi? Hubungan tekanan dengan gaya:



Dari grafik menggambarkan pengaruh tekanan terhadap besarnya gaya yang terjadi. Dari grafik dapat diketahui bahwa semakin besar tekanan maka semakin besar gaya, begitu juga sebaliknya, semakin kecil tekanan maka semakin kecil pula gayanya. Hal ini sesuai dengan persamaan



F=P. A , dimana besarnya gaya berbanding lurus dengan tekanan untuk luasan



yang konstan Hubungan tekanan dengan kapasitas: Dari persamaan



P=



R .T v



( dimana



v



adalah volume spesifik =



V g



). Sehingga dapat



dilihat bahwa hubungan antara volume ( v ) dengan tekanan ( P ) adalah berbanding terbalik, sedangkan karena volume (



v ) berbanding lurus dengan kapasitas (Q) maka dapat



disimpulkan bahwa dengan nilai kapasitas yang makin rendah maka tekanan fluida akan berubah semakin tinggi seiring dengan turunnya nilai kapasitas. Atau dapat dikatakan hubungan tekanan ( P ) dengan kapasitas (Q) adalah berbanding terbalik.



Hubungan tekanan dengan bukaan katup: Besarnya udara yang ada pada pipa kompresor di pengaruhi oleh besar kecilnya sudut katub. Semakin besar sudut katub di tutup, maka hambatan semakin besar menyebabkan udara di dalam pipa membesar tanpa ada penambahan volume ruangan. Hal ini akan meningkatkan tekanan udara. Ini juga berlaku untuk kebalikannya.Dari grafik di atas kita lihat bahwa hubungan antara tekanan dengan sudut berbanding lurus, hal ini sudah sesuai dengan teori yang ada. Terlihat grafik pipa 1, pipa 2, dan pipa 3 bahwa semakin besar sudut putarnya maka akan semakin besar pula tekanannya. Hubungan tekanan dengan rugi-rugi:



2



Δ P1 =



Dari gambar grafik dapat dilihat dari grafik bahwa,



β .ξ . v . ρ ( 90 ) ΔP =



λ . l. v . ρ 2D



(rugi akibat gesekan)



2



dan



2



2



(rugi akibat katup dan aksesoris) akan semakin kecil seiring



2



bertambahnya tekanan, sedangkan untuk



Δ P3 =



ξ .v . ρ 2



(rugi akibat sudut katup) akan



semakin menurun seiring bertambahnya tekanan. 



Bagaimana hubungan antara kapasitas dengan gaya dan kapasitas dengan losses? Hubungan kapasitas dengan gaya: Dari grafik hubungan antara kapasitas aliran fluida (Q) dan besarnya gaya (F) yang terjadi adalah berbanding terbalik. Berdasarkan persamaan yang ada dapat di ketahui bahwa



Q=V . A , sedangkan untuk mendapatkan nilai F dapat dicari dari persamaan



P=F . A .



Sehingga didapatkan persamaan baru yaitu :



Q=V .



( PF )



dari persamaan ini dapat kita simpulkan bahwa besarnya kapasitas aliran fluida berbanding terbalik dengan gayanya. Sehingga pernyataan ini telah sesuai dengan grafik yang diperoleh dari percobaan ini.



Hubungan kapasitas dengan losses: Dari gambar grafik diatas dapat dilihat dari grafik bahwa mengalami kebalikan dengan



hubungan antara



Δ P❑



2



dengan tekanan, dimana



λ . l. v . ρ Δ P1= 2D



(rugi akibat gesekan)



β .ξ . v . ρ ( 90 ) ΔP = 2



dan



2



2



(rugi akibat katup dan aksesoris) akan semakin besar seiring



bertambahnya kapasitas, sedangkan untuk



Δ P3 =



ξ . v2. ρ 2



(rugi akibat sudut katup) akan



semakin menurun seiring bertambahnya kapasitas.







Apa yang kamu ketahui dengan SCFH? SCFH merupakan satuan kapasitas dalam unit British dimana SCFH adalah singkatan dari Standart Cubiq Feet per Hour. Dikatakan standart disini karena ukuran yang dihasilkan dinyatakan dalam kondisi tekanan absolut.







Sebutkan contoh aplikasi instalasi pipa udara? Instalasi pipa udara kompressor pada bengkel-bengkel sepeda motor dan kendaraan roda 4, instalasi pneumatis pada pabrik-pabrik, penggunaan pipa udara untuk perangkat mekatronik industri, dll







Sebutkan 3 aplikasi pipa udara di dunia marine? Instalasi pipa udara untuk sistem stater main engine, instalasi pipa udara untuk air receiver sistem penyediaan air tawar pada kapal ferry dan instalasi pipa udara kapal pengambil pasir di laut lepas



5.2 Kesimpulan Sistem instalasi pipa udara merupakan suatu sistem perpipaan yang digunakan untuk mengalirkan fuida kerja yang berupa udara bertekanan, udara yang masuk akan dikompresikan dengan cara dimampatkan , udara yang sudah dimampatkan kemudian ditransfer melalui sistem perpipaan. Instalasi pipa udara memiliki 3 variable yaitu variable control dimana Q awal konstan tidak berubah , variable manipulasi dimana temperature (T) dan katup yang disesuaikan , dan respon meliputi pressure(P) dan Q. Pada hasil pratikum menunjukkan pendinginan akan mempengaruhi nilai kapasitas (Q). Jika suhu semakin rendah, maka nilai kapasitas (Q) juga akan semakin rendah. Untuk mengetahui losses yang terjadi dapat menggunakan rumus ; 



Kerugian pada saluran akibat panjang pipa



 = 



Kerugian pada akibat saluran belokan dan aksesoris



  / 90    V 2  



 = 



  l V 2   2 D



Kerugian pada saluran akibat katup



 =



 V 2   2



5.3 Saran Semoga praktikum selanjutnya lebih baik lagi



2



Bab V Penutup Adenia Nur Fitriani 4215100061



Bab V Penutup 5.1. Jawaban Pertanyaan 1



Instalasi pipa udara adalah suatu sistem perpipaan yang mengalirkan fluida gas dari satu tempat yang lain. Fluida yang mengalir berasal dari proses kompresi yang menggunakan alat yaitu kompresor dimana kompresor memiliki fungsi untuk memampatkan udara dari tekanan normal atmosfer menjadi udara yang bertekanan tinggi. Selama proses berlangsung terjadi kerugian/losses akibat instalasi seperti belokan, katup, fitting, dan dari pipa itu sendiri. Prinsip kerja dari pipa udara yaitu udara masuk kedalam pipa melalui katup yang terbuka kemudian udara dipompa menuju kompresor dan didalam kompresor udara akan dikompres. Kompresi politropik karena Kompresi pada kompresor yang sesungguhnya bukan merupakan proses isotermal, karena ada kenaikan temperatur. Namun juga bukan proses adiabatik karena ada panas yang dipancarkan keluar. Jadi proses kompresi yang sesungguhnya ada diantara keduanya.



2



Kompresi politropik karena kompresi pada kompresor yang sesungguhnya bukan merupakan proses isotermal, karena ada kenaikan temperatur. Namun juga bukan proses adiabatik karena ada panas yang dipancarkan keluar. Jadi proses kompresi yang sesungguhnya berada diantara keduanya.



3



Dari hasil praktikum yang telah didapatkan dapat diketahui bahwa temperatur berpengaruh terhadap pipa udara, apabila temperature rendah maka nilai pressure drop juga rendah. Pada tabel hasil pengamatan pipa dengan es memiliki pressure drop yang lebih rendah apabila dibandingkan dengan pipa 2 tanpa es.



4



Nilai losses pada pipa berbeda-beda, hal ini disebabkan oleh ada nya perbedaan panjang pipa, fitting dalam instalasi, belokan dan aksesoris pada pipa yang dapat mempengaruhi besar nilai losses pada rangkaian pipa 1 dan pipa 2 maupun pipa 3 walaupun udara yang digunakan sama, kecepatan sama dan diameter yang sama pula.



5



Terdapat 3 cara dalam menghitung losses: a



Kerugian pada saluran akibat panjang pipa (ΔP1)



β .ε.V .ρ ( 90 ) ∆ P= 2



2



b



Kerugian pada saluran akibat belokan dan aksesoris (ΔP2)



β .ε.V .ρ ( 90 ) ∆ P= 2



2



c



Kerugian pada saluran akibat katup (ΔP3)



∆ P= 6



ε.V 2.ρ 2



(a) Hubungan gaya dan tekanan adalah berbanding lurus sesuai dengan rumus P=F/A. Sehingga semakin besar gaya yang diberikan pada luasan yang sama, maka tekanannya pun juga besar. (b) Hubungan tekanan dengan kapasitas adalah berbanding terbalik, dikarenakan kapasitas adalah fungsi dari luasan. Jadi semakin tinggi tekanannya maka kapasitas udara yang dikeluarkan kecil dan berlaku juga sebaliknya. P=F/A A=Q/v Maka, P.v = F/ Q (c) Hubungan tekanan dengan bukaan katup adalah berbanding terbalik, semakin besar bukaan katup maka tekanan semakin kecil dan begitu juga sebaliknya



(iv) Hubungan tekanan dengan losses adalah berbanding terbalik, karena apabila tekanan semakin besar maka losses semakin kecil. Sedangkan untuk ΔP3 (losses akibat katup) akan bertambah seiring bertambahnya tekanan. 7



(a) Hubungan antara kapasitas dengan gaya adalah berbanding terbalik, karena semakin besar gaya diberikan maka kapasitas yang ada semakin kecil dan begitu pula sebaliknya. (b) Hubungan antara kapasitas dengan losses adalah berbanding lurus, semakin besar kapasitasnya maka losses yang dihasilakan besar, begitu juga sebaliknya.



8



SCFH ( Standard Cubic Feet per Hour ) adalah suatu satuan yang digunakan untuk mengetahui besar dan kecilnya aliran udara yang melewati katup dengan berbagai bukaan. SCFH merupakan satuan kapasitas selain m3/s. Nilai 1 SCFH adalah 7.87 x 10-6 m3/s.



9



Contoh Instalasi pipa udara adalah pada Full Air Brake atau rem udara, fan ventilator dll



10 3 Aplikasi Pipa Udara di dunia marine : a Sistem starter mesin utama pada kapal b Pipa udara pada pendingin ruangan di kapal c Pipa udara pada tanki bahan bakar 5.2. Kesimpulan a Instalasi pipa udara adalah alat yang digunakan untuk menggerakkan fluida gas, dimana karakteristik pipa sangat mempengaruhi kinerjanya. b



Dari grafik hubungan antara tekanan (P) dan gaya (F), dapat diketahui bahwa tekanan dan gaya berbanding lurus untuk luasan yang konstan.



c



Dari grafik hubungan antara tekanan (P) dengan kapasitas (Q) dapat diketahui bahwa tekanan dan kapasitas berbanding terbalik.



d



Dari grafik hubungan tekanan dengan bukaan katup adalah berbanding terbalik, semakin besar bukaan katup maka tekanan semakin kecil dan begitu juga sebaliknya.



e



Dari hasil praktikum diatas dapat diketahui bahwa hubungan tekanan dengan losses adalah berbanding terbalik, karena apabila tekanan semakin besar maka losses semakin kecil.



f



Hubungan antara kapasitas dengan gaya adalah berbanding terbalik, karena semakin besar gaya diberikan maka kapasitas yang ada semakin kecil dan begitu pula sebaliknya.



g



Hubungan antara kapasitas dengan losses adalah berbanding lurus, semakin besar kapasitasnya maka losses yang dihasilakan besar, begitu juga sebaliknya.



h



Dari hasil praktikum dapat diketahui bahwa tinggi rendah nya temperatur dapat mempengaruhi nilai pressure drop. Semakin rendah nilai temperature maka nilai pressure drop juga rendah.



5.3. Saran Berdasarkan hasil analisis pada praktikum, maka dapat disimpulkan bahwa instalasi pada pipa udara perlu diakukan pengkalibrasian ulang dan juga dilakukan pengecekan ulang agar instalasi pipa udara lebih akurat, bila dilakukan pengukuran terhadap hasil percobaan dengan instalasi pipa udara. Dan juga perlu perlu dilakukan perawatan berkala terhadap instalasi pipa udara agar instalasi tersebut lebih awet.



Bab V Penutup Gusti Alfian Nanda 4215100072



Bab V Penutup



5.1 Pertanyaan 11. Apa instalasi pipa udara itu? 12. Dari berbagai jenis kompresi manakah yang mungkin terjadi? Berikan alasan anda! 13. Bagaimana pengaruh temperature pada pipa udara? 14. Bagaimana pengaruh losses yang terjadi pada instalasi pipa udara? 15. Bagaimana cara menghitung losses pada instalasi pipa udara? 16. Bagaimanakah hubungan antara tekanan dengan gaya, tekanan dengan kapasitas, tekanan dengan bukaan katup serta tekanan dengan rugi-rugi? 17. Bagaimana hubungan antara kapasitas dengan gaya dan kapasitas dengan losses? 18. Apa yang kamu ketahui tentang SCFH? 19. Sebutkan contoh aplikasi instalasi pipa udara? 20. Sebutkan 3 aplikasi pipa udara di dunia marine! Jelaskan ! 5.2 Jawaban Pertanyaan



11. Sistem instalasi pipa udara adalah sistem dimana udara masuk kedalam pipa melalui katup yang terbuka kemudian udara dipompa menuju kompresor, dan didalam kompresor udara akan dikompres dengan alat kompresor . Selama proses berlangsung terjadi kerugian/losses akibat instalasi seperti belokan, katup, fitting, dan dari pipa itu sendiri. Prinsip kerja dari pipa udara yaitu udara masuk kedalam pipa melalui



katup yang terbuka kemudian udara dipompa menuju kompresor dan didalam kompresor udara akan dikompres. 12. Yang mungkin terjadi adalah kompresi politropik karena kompresi pada kompresor yang sesungguhnya bukan merupakan proses isotermal, karena ada kenaikan temperatur. Namun juga bukan proses adiabatik karena ada panas yang dipancarkan keluar. Jadi proses kompresi yang sesungguhnya berada diantara keduanya. 13. Hasil praktikum menunjukkan, temperatur berpengaruh terhadap pipa udara, apabila temperature rendah maka pressure drop juga rendah. Pada tabel hasil pengamatan pipa 2 dengan es memiliki nilai pressure drop lebih rendah dibanding dengan pipa 2 tanpa es. 14. Losses yang terjadi pada setiap pipa berbeda, hal ini terjadi karena dipengaruhi oleh panjang pipa, fitting dalam instalasi, aksesoris belokan belokan pada pipa sehingga nilai losses pada rangkaian pipa 1 dan pipa 2 ataupun 3 berbeda pada udara yang digunakan sama, kecepatan sama, dan diameter pipa yang sama. 15. Ada 3 cara dalam menghitung losses: d. Kerugian pada saluran akibat panjang pipa (ΔP1)



β .ε.V .ρ ( 90 ) ∆ P= 2



2



e. Kerugian pada saluran akibat belokan dan aksesoris (ΔP2)



β .ε.V .ρ ( 90 ) ∆ P= 2



2



f.



Kerugian pada saluran akibat katup (ΔP3)



∆ P=



ε.V 2.ρ 2



16. a) Hubungan gaya dan tekanan : sesuai dengan rumus P=F/A berbanding lurus. Semakin besar gaya yang diberikan pada luasan yang sama, maka tekanannya juga besar.



b) Hubungan tekanan dengan kapasitas : karena kapasitas adalah fungsi dari luasan, maka berbanding terbalik. Jadi semakin tinggi tekanannya maka kapasitas udara yang dikeluarkan kecil dan berlaku juga sebaliknya. P=F/A A=Q/v Maka, P.v = F/ Q c) Hubungan tekanan dengan bukaan katup : semakin besar bukaan katup maka tekanan semakin kecil dan begitu juga sebaliknya, maka berbanding terbalik. d) Hubungan tekanan dengan losses : karena apabila tekanan semakin besar maka losses semakin kecil, maka berbanding terbalik. Sedangkan untuk ΔP3 (losses akibat katup) akan bertambah seiring bertambahnya tekanan. 17. (i) Hubungan antara kapasitas dengan gaya : karena semakin besar gaya diberikan maka kapasitas yang ada semakin kecil dan begitu pula sebaliknya, maka berbanding terbalik. (ii) Hubungan antara kapasitas dengan losses : semakin besar kapasitasnya maka losses yang dihasilakan besar, begitu juga sebaliknya, maka berbanding lurus. 18. SCFH adalah singkatan dari (Standard Cubic Feet per Minute) yang merupakan satuan kapasitas selain m3/s. 1 SCFH adalah 7.87 x 10-6 m3/s



19. Contoh aplikasi Instalasi pipa udara : navigation alarm atau rem udara, fan ventilator dll 20. 3 Aplikasi Pipa Udara di dunia marine : a. Main Engine Control System b. Pipa udara pada pendingin ruangan di kapal c. Pipa udara pada tanki : di pasang pada setiap tanki yang ada di kapal, fungsinya agar di dalam tanki tidak ada tekanan yang membahayakan. Pipa udara harus dipasang di tanki dan keluar menembus geladak sehingga udara keluar di udara bebas. Ukuran diameter pipa udara harus lebih besar dari pada diameter pipa isi, di bagian ujung pipa dipasang strainer sehingga air tidak masuk kedalam tanki.



5.2 Kesimpulan Berdasarkan grafik hubungan antara tekanan (P) dengan sudut putar (θ) dapat diketahui bahwa tekanan dan sudut putar berbanding lurus. Temperatur dan Pressure drop memiliki hubungan yang berbanding terbalik. Sementara berlaku juga pada kebalikannya, ketika termperatur tinggi maka head akan semakin kecil. Temperatur dan Pressure drop memiliki hubungan yang berbanding terbalik. Sementara berlaku juga pada kebalikannya, ketika termperatur tinggi maka head akan semakin kecil.



5.3 Saran Sebaiknya praktikan dan grader lebih tepat waktu lagi dalam melaksanakan praktikum



Daftar Pustaka Dasar teori kompresor dan pompa . [pdf] Tersedia di [diakses pada : 18 Oktober 2016] http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/33133/4/Chapter%20II.pdf Kompresor dan kondensor. [pdf] Tersedia di



[diakses pada : 18 Oktober 2016] Pengertian dan macam-macam kompresor. [pdf] Tersedia di [diakses pada : 18 Oktober 2016] Sistem Starter pada Kapal. [online] Tersedia di [diakses pada : 18 Oktober 2016] Kompresor. [pdf] Tersedia di : [diakses pada : 18 Oktober 2016] Starting System. [online] Tersedia di : [diakses pada : 18 Oktober 2016]