Post on 09-Sep-2018
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2016/2017
BAB II
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
2.1 Tujuan Pengujian
1. Mengetahui pengaruh factor gesekan aliran dalam berbagai bagian pipa
pada bilangan reynold tertentu.
2. Mengetahui pengaruh koefisien head dalam, glove valve, gate valve dan cock
pada bilangan reynold tertentu.
3. Mengetahui koefisien aliran untuk orifice, nozzle dan pipa venturi.
2.2 Lingkup Experimen
Kerugian head aliran pada :
1. Pipa lurus (beberapa bagian).
2. Katup gerbang, katup bola, dan kran.
2.3 Spesifikasi Alat
MODEL : FLEA-2000AL
Pompa air
Laju aliran x head : 73 liter/menit x 15 m
Motor Penggerak
Daya : 0,75 kW
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2016/2017
Tangki penyimpanan air
Kapasitas
: 50 – 100 liter
Pengaturan kerugian gesek
Jaringan pipa, nominal (in) : ½ B, ¾ B, 1 B, 1 1/4 B,
Perubahan penampang : Pembesaran dan pengecilan
langsung, pembesaran dan
pengecilan secara berangsur-
angsur.
Peralatan pipa : Katup pintu air (gerbang),
Belokan
katup bola, dan kran.
: 900 – radius kecil dengan
penghubung ulir (sekrup) dan
radius besar yang disambung
dengan las.
Peralatan
Flow meter : Orifice meter, nozzle,
venturimeter, rota meter.
Manometer pipa U (air raksa) : 550 mm (air raksa tidak
disuplai)
Manometer pipa U terbalik (air) : 550 mm
Penunjuk tekanan : 32 point
Kebutuhan Pendukung
1. Listrik 3 fase 220/380 v, 50/60 Hz
2. Suplai air dingin pada tekanan utama (mains ) dan kering.
Dimensi dan Berat
Panjang : 3200 mm
Lebar : 700 mm
Tinggi : 1700 mm
Volume : 8 m3
Berat : 800 kg
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2015/2016
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2015/2016
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2015/2016
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2015/2016
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2016/2017
I. EKSPERIMEN UNTUK MENGUKUR KERUGIAN GESEK PADA PIPA
(1) TUJUAN
Untuk mengetauhi kebiasaan atau prilaku fluida incompressible pada jaringan saluran
(piping), khususnya kerugian gesekan fluida.
Tekanan diferensial pada Δh 25-26, Δh 23-24, Δh 21-22, Δh 19-20 yang berhubungan dengan
laju aliran (Q), pada berbagai atau diameter pipa (1/2B, 3/4B, 1B, 11/4B) diukur dan
dihitung untuk mendapatkan factor gesekan (λ25-26, λ23-24, λ21-22, λ19-20) yang
berhubungan dengan gesekan pada bilangan Reynold
(2) PERALATAN EKSPERIMEN
Gambar terlampir (gambar 4-1)
(3) PELAKSANAAN PERCOBAAN
1. PERSIAPAN
1. Tutup semua katup ventilasi udara, katup pressure tapping selection dan katup
pembuangan (kontrol aliran).
2. Buka semua katup pengatur aliran, katup bola, katup gerbang (gate valve),
drank ram (cock) agar air dapat mengalir.
3. Tekan switch motor penggerak pada posisi ON agar pompa dapat bekerja
mensirkulasi air.
4. Buka katup ventilasi udara (katup VA-1 dan VA-2) untuk mengeluarkan udara
dari jaringan pipa.
2. PENGUKURAN
1. Putar katup kontrol aliran (VF-1) untuk mengubah debit aliran yang diinginkan,
debit aliran dapat dilihat pada Rotameter.
2. Buka katup water inverse U-TUBE manometer (L dan R).
3. Buka katup ventilasi manometer air.
4. Buka katup pada pressure tapping selection untuk mengetahui perbedaan
tekanan antara dua titik (hanya dua katup yang terbuka); apabila ingin
mengetahui perbedaan tekanan dititik yang lain, tutup katup dan buka pada
katup yang diinginkan dan seterusnya.
5. Amati perbedaan tekanan yang terjadi pada manometer air.
6. Akhir dari pengujian, tutup semua katup dan matikan power switch (OFF).
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2016/2017
(4) PENGUKURAN DAN PERHITUNGAN
1. HASIL PENGUKURAN
1. Tekanan diferensial - Δh 25-26, Δh 23-24, Δh 21-22, Δh 19-20
2. Laju aliran aktual perjam - Q (m3/jam)
2. PERHITUNGAN DAN PERSAMAAN
a. Laju aliran perdetik – Q1 (m3/detik)
Q Q
x10 3 1
3,6
dengan Q didapat dari Rotameter
b. Konversi satuan tekanan mmHg
Δh (mmH2O)= 13.6 x Δh (mmHg)
c. Kecepatan air dalam pipa – V (m/s)
V Q /
d 2
1 4
dengan d adalah diameter dalam pipa, yaitu:
d 1/2B = 0,0161 m
d 3/4B = 0,0216 m
d 1B = 0,0276 m
d 11/4B = 0,0357 m
d 2B = 0,0529 m.
d. Faktor gesekan untuk air dalam pipa – λ
2 g.h.d V 2 .l
dengan h adalah tekanan diferensial yaitu Δh 25-26, Δh 23-24, Δh 21-22, Δh 19-20
(mH2O), dan l adalah panjang pipa = 2m
e. Bilangan Reynold untuk aliran air dalam pipa
Re d d .V
dimana v adalah viskositas kinematik air pada temperature T 0C (m2/s)
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2016/2017
(5) HASIL AKHIR
1. CATATAN HASIL
Catatan hasil harga pengukuran dan perhitungan dimasukan pada tabel
2. GRAFIK
Dari hasil perhitungan kurva (mulus) hubungan antara kerugian gesek pada pipa dan
bilangan Reynold
λ
Red
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2016/2017
II. EKSPERIMEN UNTUK MENGUKUR KERUGIAN HEAD PADA PERALATAN
PIPA
(1) TUJUAN
Untuk mengetahui kebiasaan atau perilaku fluida incompressible pada jaringan pipa,
khususnya kerugian head fluida pada peralatan pipa. Tekanan diferensial, yang
berhubungan dengan laju aliran pada peralatan pipa, yaitu glove valve, gate valve dan
cock valve. diukur dan dihitung untuk mendapatkan koefisien kerugian head yang
berhubungan dengan kerugian gesekan pada bilangan reynold.
(2) PERALATAN EKSPERIMEN
Gambar terlampir (Gambar 4-1)
(3) PELAKSANAAN PENGUJIAN
1. PERSIAPAN
1. Tutup semua katup ventilasi udara, katup pressure tapping selection dan katup
pembuangan (kontrol aliran).
2. Buka semua katup pengatur aliran, katup bola, katup gerbang (gate valve),
drank ram (cock) agar air dapat mengalir.
3. Tekan switch motor penggerak pada posisi ON agar pompa dapat bekerja
mensirkulasi air.
4. Buka katup ventilasi udara (katup VA-1 dan VA-2) untuk mengeluarkan udara
dari jaringan pipa.
2. PENGUKURAN
1. Putar katup kontrol aliran (VF-1) untuk mengubah debit aliran yang diinginkan,
debit aliran dapat dilihat dari Rotameter.
2. Buka katup (gate valve, glove valve, dan cock) dalam keadaan bukaan penuh.
3. Buka katup water inverse U-TUBE manometer (L dan R).
4. Buka katup ventilasi atas manometer air.
5. Buka katup pada pressure tapping selection untuk mengetahui perbedaan
tekanan antara dua titik (hanya dua katup yang terbuka); apabila ingin
mengetahui perbedaan tekanan dititik yang lain, tutup katup dan buka pada
katup yang yang diinginkan dan seterusnya.
6. Amati perbedaan tekanan yang terjadi pada manometer air.
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2016/2017
2
(4) PENGUKURAN DAN PERHITUNGAN
1. HASIL PENGUKURAN
a. Tekanan diferensial yang berhubungan dengan kerugian head pada glove
valve (Δh 9-10) , gate valve (Δh 7-8), dan cock (Δh 11-12)
b. Laju aliran aktual per-jam Q (m3/s)
2. PERHITUNGAN DAN PERSAMAAN
a. Laju aliran perdetik – Q1 (m3/detik)
Q Q
x10 3 1
3,6
dengan Q didapat dari Rotameter
b. Konversi satuan tekanan mmHg
Δh (mmH2O)= 13.6 x Δh (mmHg)
c. Kecepatan air dalam pipa – V (m/s)
V Q /
d 2
1 4
dengan d adalah diameter dalam pipa, yaitu:
d 1/2B = 0,0161 m
d 3/4B = 0,0216 m
d 1B = 0,0276 m
d 11/4B = 0,0357 m
d 2B = 0,0529 m
d. Koefisien kerugian head pada glove valve, gate valve, dan cock valve – ζ9-10,
ζ7-8, ζ11-12
h
(V 1 14
)
/ 2 g
Dengan h adalah Δh 9-10, Δh 11-12, Δh 7-8
e. Bilangan Reynold untuk aliran air dalam pipa
d (1 14
).V (1 14
) Re d
dimana v adalah viskositas kinematik air pada temperature T 0C (m2/s)
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2016/2017
(5) HASIL AKHIR
5. CATATAN HASIL
Catatan hasil harga pengukuran dan perhitungan dimasukan pada tabel.
6. GRAFIK
Dari hasil perhitungan kurva (mulus) hubungan antara kerugian gesek pada pipa
dan bilangan Reynold.
ζ
Red 11/4
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2016/2017
III. EKSPERIMEN UNTUK PENGUKURAN DENGAN ORIFICE, NOZZLE, DAN
TABUNG VENTURI
(1) TUJUAN
Untuk mengetahui kebiasaan atau perilaku (behavior) fluida incompressible pada
jaringan pipa khususnya pengukuran laju aliran dan teorinya. Tekanan differensial
(ho, hn, hv) yang berhubungan dengan laju aliran pada Orifice, Nozzle, dan pipa
Venturi, diukur dan digunakan untuk menghitung koefisien (Co, Cn, Cv) untuk
menentukan hubungan laju aliran pada pipa dengan bilangan reynold.
(2) PERALATAN EKSPERIMEN
Gambarnya terlampir (Gambar 4-1)
(3) PELAKSANAAN PERCOBAAN
1. PERSIAPAN
1. Tutup semua katup ventilasi udara, katup pressure tapping selection dan katup
pembuangan (kontrol aliran).
2. Buka semua katup pengatur aliran, katup bola, katup gerbang (gate valve),
drank ram (cock) agar air dapat mengalir.
3. Tekan switch motor penggerak pada posisi ON agar pompa dapat bekerja
mensirkulasi air.
4. Buka katup ventilasi udara (katup VA-1 dan VA-2) untuk mengeluarkan udara
dari jaringan pipa.
2. PENGUKURAN
1. Putar katup kontrol aliran (VF-1) untuk mengubah debit aliran yang diinginkan,
debit aliran dapat dilihat dari Rotameter.
2. Buka katup water inverse U-TUBE manometer (L dan R).
3. Buka katup ventilasi manometer air.
4. Buka katup pada pressure tapping selection untuk mengetahui perbedaan
tekanan antara dua titik (hanya dua katup yang terbuka); apabila ingin
mengetahui perbedaan tekanan dititik yang lain, tutup katup dan buka pada
katup yang yang diinginkan dan seterusnya.
5. Amati perbedaan tekanan yang terjadi pada manometer air.
6. Akhir dari pengujian, tutup semua katup dan matikan power switch (OFF).
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2016/2017
(4) PENGUKURAN DAN PERHITUNGAN
1. HASIL PENGUKURAN
a. Tekanan diferensial yang dihasilkan oleh Orifice h’o (mHg)
b. Tekanan diferensial yang dihasilkan oleh Nozzle h’n (mHg)
c.
d.
e.
Tekanan diferensial yang dihasilkan oleh pipa Venturi
Laju aliran aktual per-jam
Temperatur air
h’v (mHg)
Q (m3/jam)
T (0C)
2. PERHITUNGAN DAN PERSAMAAN
a. Laju aliran per-detik – Q1 (m3/detik)
Q Q
x10 3 1
3,6
dengan Q didapat dari Rotameter
b. Laju aliran teoritis pada Orifice – Qo (m3/detik)
Qo
do 2
4
2 g.ho
Dengan do = diameter Orifice (0,0114m)
g = 9,8 m/s2
ho = 13,6 x h’o
ho = perbedaan tekanan antara tingkat yang atas dan bawah pada
Orifice (mH2O)
h’o = pembacaan dari perbedaan merkuri kolom pada pipa manometer
U air raksa (mHg)
c. Laju aliran teoritis pada Nozzle – Qn (m3/detik)
Qn
dn 2
4
2g.hn
Dengan dn = diameter Orifice (0,012m)
g = 9,8 m/s2
hn = 13,6 x h’o
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2016/2017
hn = perbedaan tekanan antara tingkat yang atas dan bawah pada
Nozzle (mH2O)
h’n = pembacaan dari perbedaan merkuri kolom pada pipa manometer
U air raksa (mHg)
d. Laju aliran teoritis pada pipa Venturi – Qv (m3/detik)
Qv
dv 2
4
2 g.hv
Dengan dv = diameter Venturi (0,0114m)
g = 9,8 m/s2
hv = 13.6 x h’o
hv = perbedaan tekanan antara tingkat yang atas dan bawah pada pipa
Venturi (mH2O)
h’v = pembacaan dari perbedaan merkuri kolom pada pipa manometer
U air raksa (mHg)
e. Koefisien aliran pada Orifice, Nozzle, dan pipa Venturi – Co, Cn, Cv
Co Q
1
Qo Cn
Q1
Qn Cv
Q1
Qv
f. Bilangan Reynold untuk aliran air dalam pipa
d (1 14
).V (1 14
) Re d
dimana v adalah viskositas kinematik air pada temperature T 0C (m2/s)
g. Kecepatan air dalam pipa – V (m/s)
V Q /
d 2
1 4
dengan d adalah diameter dalam pipa, yaitu:
d 1/2B = 0,0161 m
d 3/4B = 0,0216 m
d 1B = 0,0276 m
d 11/4B = 0,0357 m
d 2B = 0,0529 m
FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS
LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2016/2017
(5) HASIL AKHIR
1. CATATAN HASIL
Catatan hasil harga pengukuran dan perhitungan dimasukan pada tabel.
2. GRAFIK
Dari hasil perhitungan kurva (mulus) hubungan antara kerugian gesek pada pipa dan
bilangan Reynold.
ζ
Red 11/4