Aliran Fluida

LAPORAN

PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA

ALIRAN FLUIDA

( D1 )

Disusun Oleh

Handy Androtama Ahmad (121130274)

Muhammad Fariz (121130276)

LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI

INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

YOGYAKARTA

2015

HALAMAN PENGESAHAN

LAPORAN

PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA

ALIRAN FLUIDA (D-1)

Disusun Oleh

Handy Androtama Ahmad (121130274)

Muhammad Fariz (121130276)

Yogyakarta, 29 Juni 2015

Disetujui oleh

Asisten Pembimbing

Luqman Sahlan Romadhona

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT atas limpahan rahmat dan

hidayah-Nya sehingga Laporan Praktikum Dasar Teknik Kimia dengan acara

Aliran Fluida (D-1) dapat tersusun dengan baik.

Penyusunan makalah ini tidak luput dari berbagai bantuan yang diterima oleh

kami. Oleh karena itu kami mengucapkan terima kasih kepada :

1. Ir. Danang Jaya , M.T., selaku Kepala Laboratorium PDTK,

2. Luqman Sahlan Romadhona, selaku asisten pembimbing,

3. Segenap staf laboratorium PDTK yang telah membantu dalam penyediaan

bahan dan alat praktikum,

4. Orangtua kami atas bantuan moral dan material yang telah mereka berikan

untuk kemajuan pendidikan kami,

5. Seluruh pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini yang

tidak dapat kami sebutkan satu persatu

Kami juga mengharapkan adanya saran dan kritik yang bersifat membangun

untuk kesempurnaan penyusunan makalah ini. Akhir kata semoga makalah ini

dapat bermanfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca pada umumnya.

Yogyakarta, 29 Juni 2015

Penyusun

ii

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN...................................................................................iKATA PENGANTAR..............................................................................................iiDAFTAR ISI............................................................................................................iiiDAFTAR LAMBANG.............................................................................................ivINTISARI..................................................................................................................vBAB I PENDAHULUAN.......................................................................................1

I.1 Latar Belakang Percobaan..........................................................................1I.2 Tujuan Percobaan.......................................................................................1I.3 Tinjauan Pustaka.........................................................................................2I.4 Hipotesis .................................................................................................. .11

BAB II PELAKSANAAN PERCOBAAN..............................................................12II.1 Alat dan Bahan.........................................................................................12II.2 Rangkaian Alat.........................................................................................13II.3 Cara Kerja dan Bagan alir........................................................................14II.4 Analisis Perhitungan ................................................................................16

BAB III HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN........................................18III.1 Hasil Percobaan.......................................................................................18III.2 Pembahasan.............................................................................................21

BAB IV PENUTUP ................................................................................................25IV.1 Kesimpulan.............................................................................................25IV.2 Kritik dan Saran...............................................................................................................................................................................................................26

DAFTAR PUSTAKA..............................................................................................27

LAMPIRAN

iii

DAFTAR LAMBANG DAN ARTI

A = Luas (cm2)

Q = Debit Aliran (cm3)

H = Head Pompa (cm)

Co = Coefisient Of Discharge

Re = Bilangan Reynold

Le = Panjang Ekivalen (cm)

g = Percepatan Gravitasi (cm/det2)

D = Diameter Pipa (cm)

F = Faktor Gesekan

V = Kecepatan (cm/det)

Ws = Kerja Pompa (lbf.ft/lbm)

ρhg= Densitas Raksa (gr/cm3)

ρair = Densitas Air (gr/cm3)

ΔH= Perbedaan Ketinggian Hg Dalam Manometer (cm)

Δz= Beda tinggi posisi 2 dan 1 (cm)

Ek = Energi Kinetik

Ep = Energi Potensial

Et = Energi Tekanan

gc = Gaya Gravitasi (lbm.ft/lbf.det2)

P = Tekanan (lbf/ft2)

Q = Kerja yang hilang (lbf.ft/lbm)

μ= Viskositas (kg/m.det)

m = Massa (kg)

iv

INTISARIAliran fluida adalah suatu cara pemindahan fluida (gas, uap, cairan) dari suatu tempat ke

tempat lain dengan mengalirkannya melalui pipa. Aliran fluida terjadi karena adanya perbedaan tekanan dan elevasi. Tujuan dari percoban Aliran Fluida ini adalah untuk mempelajari karakteristik pompa yaitu hubungan antara debit aliran (Q) dengan head pompa (H), mempelajari hubungan antara panjang ekuivalen (Le) dengan derajat pembukaan kran (˚K), hubungan antara coefficient of discharge (Co) dengan bilangan Reynold (Re), dan menera rotameter yaitu hubungan antara debit aliran (Q) dengan tinggi float (h).

Pertama-tama percobaan di mulai dengan Memeriksa rangkaian alat agar proses percobaan berjalan dengan lancar, setelah itu mengisi air ke dalam tangki penampung hingga batas tangki, setelah tangki terisi dengan penuh lalu membuka kran dengan derajat pembukaan penuh dan setelah itu menghidupkan pompa hingga aliran konstan. Setelah aliran konstan, praktikan mencatat kedudukan dari beda ketinggian manometer pompa, manometer kran, manometer orifice, dan tinggi float pada rotameter, setelah semua sudah dicatat, praktikan mengukur debit aliran dengan menampung volume debit yang keluar dengan batas waktu tertentu dan dengan alat penampung (beker glass) dan stopwatch. Setelah semua langkah di atas selesai baru praktikan memulai percobaan dengan menutup 120◦ kran dan menunggu aliran konstan, setelah aliran konstan praktikan mencatat beda ketinggian manometer pompa, manometer kran, manometer orifice, dan tinggi float pada rotameter, dan mengulangi percobaan dengan percobaan ke 2, 3, 4, dan 5 dengan derajat pembukaan yang berbeda-beda dan mengulangi 3x percobaan di setiap derajat pembuka yang berbeda agar didapat data yang baik.

Dari percobaan ini dapat dinyatakan bahwa makin besar debit aliran, maka head pompa semakin kecil .Untuk data panjang ekivalen (Le) dengan derajad pembukaan keran didapat, makin kecil derajat pembukaan keran, maka panjang ekivalen makin besar. Untuk hubungan coefficient of discharge (Co) dengan bilangan Reynold di peroleh, Co bertambah selaras dengan pertambahan bilangan Reynolds. Yang terakhir, didapat hubungan debit alian (Q) dengan tinggi float (H). dengan bertambahnya debit aliran menyebabkan semakin tinggi float.

v

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Proses transportasi dengan menggunakan fluida merupakan suatu hal

yang sangat penting karena banyak digunakan dalam industri. Aliran fluida

adalah salah satu cara untuk mengangkut fluida dari satu tempat ke tempat

lain dengan cara mengalirkannya melalui pipa. Transportasi aliran fluida

dapat digunakan piapa karena lebih mudah dan aman. Setiap pengangkutan

dalam industri yang berupa cairan, larutan, atau suspensi akan sering

dijumpai dalam transportasi fluida baik dengan “closed duck” atau “open

channel”. Untuk pengangkutan zat padat dilakukan secara fluidized artinya

zat padat tersebut dimasukan ke dalam flluida ssehingga menjadi campuran

dua fase dengan demikian zat padat diangkut. Aliran fluida terjadi karena

adanya perbedaan tekanan dan elevasi (pengaruh gravitasi).

I.2 Tujuan

1. Mempelajari karakteristik pompa yaitu hubungan antara debit aliran (Q)

dengan head pompa (H).

2. Mempelajari hubungan antara panjang ekivalen (Le) dengan derajat

pembukaan kran (˚K).

3. Mempelajari hubungan antara coefficient of discharge (Co ) dengan

bilangan Reynold (Re ).

4. Menara rotameter yaitu hubungan antara debit aliran (Q) dengan tinggi

float (h).

1

I.3 Tinjauan Pustaka

Dalam proses transportasi fluida, salah satu faktor yang berpengaruh

adalah densitas. Fluida dapat dipengaruhi oleh tekanan dan suhu tetapi ada

juga fluida yang tidak dipengaruhi tekanan dan suhu.

a. Fluida adalah zat yang tidak dapat menahan perubahan bentuk secara

permanen pada suhu dan tekanan tertentu. Berdasarkan pengaruh suhu dan

tekanan, fluida di bagi dua :

Fluida compressible: fluida yang sangat dipengaruhi suhu dan

tekanan.

Fluida incompressible: fluida yang densitasnya tidak dipengaruhi

oleh suhu dan tekanan / fluida yang tidak temampatkan.

Jenis aliran fluida dapat dibagi menjadi 3:

Aliran laminar: Dengan jenis ini partikel-pertikel fluida mengalir

secara sejajar dengan sumbu tabung.

Aliran turbulen: Dalam jenis ini pertikel-pertikel fluida dalam

aliran turbulen tidak mengalir teratur dan mempunyai komponen

kecepatan tegak lurus dengan arah aliran.

Aliran transisi: Pada aliran ini fluida dapat mengalir secara laminar

atau turbulen tergantung kondisi setempat.

2

Aliran zat cair dalam pipa dibagi dua:

Aliran steady state: untuk aliran yang harga dari masing-masing

kuantitasnya yang ada dalam aliran tersebut tidak berubah dengan

waktu.

3

Gambar 1.1 Aliran turbulent dan laminar

Aliran unsteady: untuk aliran yang harga kuantitasnya berubah

menurut waktu.

Jika fluida mengalir dari sebuah pipa tetutup, maka akan tejadi perbedaan

bentuk aliran yang dapat ditentukan dengan bilangan Reynold:

Dimana:

Re=D . V . ρ

μ

. ρ = densitas cairan (kg/m3)

V = kecepatan aliran (m/detik)

D = diameter pipa (m)

μ= viskositas (kg/m.detik)

Persamaan kontinuitas dapat digunakan untuk menyelesaikan persoalan

dalam aliran fluida. Persamaan kontinuitas untuk aliran incompressible:

Asumsi : ρ1=ρ2

Maka : Q1 = A1 .V2 = A2 . V2

Persamaan kontinuitas untuk aliran compressible:

m = ρ1

. A1 .V1 = ρ2

. A2 . V2

Energi, dibawa oleh fluida yang mengalir dan juga di transfer dari fluida

ke sekeliling atau sebaliknya.

Energi potensial dibawa fluida mencakup:

a. Interval energi: Energi yang disebabkan gerak molekul atom dan elektron.

b. Energi yang dibawa fluida karena kondisi aliran/posisinya

Energi kinetik: Energi karena gerakannya

4

Ek=12

m .v2

gc......................................................... (1)

Energi potensial: Energi karena tempat kedudukannya yang diperoleh gravitasi

E p=m .g . z

gc............................................................ (2)

Energi tekan: Energi untuk melakukan kerja melawan tekanan yang dibawa oleh

zat karena alirannya dari awal masuk-keluar

Et=m . Pv............................................................... (3)

Energi yang ditransfer fluida/sistem dalam aliran dan sekelilingnya ada dua jenis:

a. Energi panas (q) : Energi yang diserap oleh zat alir dari sekeliling selama

aliran.

b. Energi kerja (w) : Kerja yang diterima/dihasilkan atau dilakukan oleh zat

yang mengalir ke sekeliling selama aliran (shaf work).

Neraca energi untuk sistem aliran fluida:

Energi masuk = Energi keluar

(m . E1)+m . V

12

2gc+

m . g .Z1

gc+(m . ρ1. V 1 )

=(m . E2 )+m .V

22

2 gc+

m . g. Z2

gc+(m . ρ2 . V 2)+ (m . q )−(m .ws )

......... (4)

Neraca energi untuk setiap satuan massa

5

ΔE+ m . Δv2

gc+ g . Δz

gc+ Δ( Pv )=q−Ws

...................................................... (5)

Bila aliran isotermal (E=0) dan fluida incompressible, volume diasumsikan

konstan maka persamaan diatas menjadi:

ΔV 2

2gc+ g . Δz

gc+ Δρ

ρ=q−Ws

...................................................................... (6)

Apabila ada gesekan ( μ≠0 )

dan asumsi aliran adiabatik (q=0) maka persamaan

dikenal dengan persamaan Bernoulli:

ΔV 2

2gc+ g . Δz

gc+ Δρ

ρ=−(Ws+ F )

................................................................. (7)

Jika persamaan (7) dibagi dengan g/gc, dimensi masing-masing suku dinyatakan

dalam ft cairan dengan:

ρw= ρ .g

gc

Δρρw

+Δ (V )2

2 g+Δz=−F ( gc

g )−Ws( gcg )

Δρρw

+Δ (V )2

2 g+Δz=−F−Ws

..................................................................... (8)

(Brown, 6.6.1978)

1. Alat-alat aliran fluida

a) Pompa

6

Pompa adalah alat untuk mengalirkan fluida dari satu tempat ke

tempat lain.

Ada dua jenis pompa:

1) Centrifugal pump : gaya sentrifugal yang dihasilkan akan

melemparkan fluida yang ada didinding pompa (casing) sehingga zat

memiliki tenaga kinetik yang membuat cairan meninggalkan

impeller.

2) Positif displacement pump:

Rotary pump: cocok untuk cairan yang kental.

Reciprocating pump: tenaga yang dihasilkan dari gerakan

piston.

2. Kran (valve) Salah satu jenis fiting untuk mengatur, mengontrol, menbuka,

atau menutup aliran. Pemilihan kran berdasarkan jumlah dan jenis cairan,

serta tujuan pemakaiannya.

7

Gambar 1.2 Pompa Sentrifugal

3. Orificemeter Digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan. Prinsip

orificemeter adalah penurunan penampang arus aliran melalui orifice itu,

akan menyebabkan tinggi penurunan tekanan kecepatan meningkat tetapi

tinggi tekanan menurun dan penurunan tekanan antara area titik diukur

denga manometer.

4. Rotameter Alat untuk fluida yang area alirannya berubah-ubah. Terdiri

dari gelas yang berbentuk kerucut (capered glass tube) yang di dalamnya

ada pelampung (float).

5. Manometer adalah alat untuk mengukur beda tekanan

6. Manometer pompa bila :

Z1 = Z2 (tidak ada beda ketinggian)

V1 = V2 (luas penampang sama)

F = 0

Maka persamaan (7) menjadi :

8

Gambar 1.3 Rotameter

−Ws= ΔPρair

.................................................................................... (9)

Tekanan A = Tekanan B

PA = PB

P2+ρair . ΔY . g

gc+ΔΗ g . Δh . g

gc=P1+

ρair . g (ΔΥ+ΔΗ )gc

P1−P2=( ρHg−ρair ) Δh .g

ρair . gc............................................................. (10)

Bila persamaan (9) di bagi g/gc:

−Ws=H=ρ . H−ρair

ρair

xΔh

............................................................ (11)

Dimana: -Ws = H = head pompa (cm)

ρHg= densitas raksa

( gr /cm3)

ρair= densitas air

( gr /cm3)

ΔΗ= perbedaan ketinggian Hg dalam manometer (cm)

7. Manometer kran

Bila Z1 = Z2 (tidak ada beda ketinggian)

V1 = V2 (luas penampang sama)

Ws = 0 (tidak ada kerja)

Maka persamaan (7) menjadi :

9

F=−ΔPρ

=ρHg−ρair

gc . ρair

xΔh . g

....................................................... (12)

Menurut Fanning dan Diarchy:

F=Le . F . V 2

2 gc . D................................................................................... (13)

Maka :

Le . F . V 2

2gc . D=

ρHg−ρair

ρair

xΔh . g

Le=2 .g . D ( ρHg−ρair ) . Δh

F .V 2 . ρair

............................................................... (14)

Dimana : Le = panjang ekivalen (cm)

g = percepatan gravitasi (cm/det)

D = diameter pipa (cm)

F = faktor gesekan

V = kecepatan (cm/det)

8. Manometer orifice

Bila : Z1 = Z2 (tidak ada beda ketinggian)

Ws = 0

Persamaan (7) menjadi:

ΔV 2

2 gc+ ΔP

ρ=−F

............................................................................. (15)

10

V2

2−V1

2=2. gc [− ΔPρ

−F]........................................................... (16)

V22 . A

12

A2

−V12=2 . gc [− ΔP

ρ−F ]

V 1=√ 2 . gc [− ΔPρ

−F ](A

12

A22)

................................................................... (17)

− ΔPρ

−F=Co

2(−ΔPρ )

................................................................... (18)

Persamaan (18) di kombinasikan dengan persamaan (17) menjadi :

V 1=Co x √ 2. gc(− ΔPρ )

(A12

A2

2)

Co=V 1 x √ ρair(A12

A22)−1

2. gc (−ΔP )............................................................ (19)

Karema persamaan

A12

A22

=D

12

D2

2

maka persamaan (19) menjadi :

11

Co=V 1 x √ ρair( D12

D22)−1

2 . gc (−ΔP )

Diketahui :

−ΔP=(ρHg−ρair ) . Δh . g

gc

Co=V 1 x √ ρair( D14

D2

4 )−1

2 . ( ρHg−ρair ) . Δh .g . gc

gc

Co=V 1 x √ ρair(D14

D24 )−1

2. (ρHg−ρair ) . Δh . g

Dimana: Co = coefficient of discharge (koefisien orifice)

D1 = diameter pipa (cm)

D2 = diameter orifice (cm)

I.4 HIPOTESIS

Dari tujuan percobaan yang ada diketahui bahwa :

1. Hubungan antara debit aliran (Q) dengan head pompa (H) adalah

berbanding lurus. Apabila debit aliran (Q) besar, maka head pompa (H)

akan semakin besar.

2. Hubungan antara panjang ekivalen dengan derajat pembukaan kran (˚K)

adalah berbanding terbalik. Apabila pembukaan kran semakin besar, maka

aliran fluida akan memiliki debit yang besar juga.

12

3. Hubungan antara bilangan Reynolds (Re) dengan Coeficient of Discharge

(Co) adalah berbanding lurus. Bilangan Re dan Co merupakan fungsi

kecepatan linier fluida. Ketika bilangan Re besar maka, bilangan Co juga

besar.

4. Hubungan antara debit aliran (Q) dengan tinggi float adalah berbanding

lurus. Dimana debit aliran semakin besar maka, float akan terdorong

semakin tinggi. Hal ini disebabkan volume dan kecepatan fluida semakin

besar.

BAB II

PELAKSANAAN PERCOBAAN

II.1. Alat dan Bahan-bahan

1. Alat yang digunakan

a. Bak penampung air g. Pompa air

b. Kran h. Orificemeter

c. Rotameter i. Busur derajad

d. Beker glass 1L j. Termometer

e. Stop wacth k. Piknometer

2. Bahan yang digunakan

1. Air

13

II.2 Rangkaian Alat

Rangkaian alat yaitu sebagai berikut :

Gambar 2.1 Rangkaian alat aliran fluida

Keterangan : 1. Tangki air 6. Kran Busur Derajat

2. Kran 7. Rotameter

3. Pompa air 8. Manometer Orifice

14

4. Flow meter 9. Orifice

5. Manometer Pompa 10. Manometer Kran

II.3. Cara Kerja dan Bagan Alir

Cara kerja praktikum ini dapat diurai sebagai berikut:

Dalam percobaan ini, pertama yang harus dilakukan adalah

periksa dahulu rangkaian alat yang akan digunakan. Lalu, isilah tangki

penampung dengan air hingga batas tangki. Apabila tangki penuh, buka

kran dengan derajat pembukaan sesuai dengan yang telah ditentukan.

Selanjutnya menghidupkan pompa hingga aliran konstan.

Setelah aliran konstan, hidupkan stopwatch dengan selang waktu yang

telah ditentukan. Apabila waktu sudah selesai, catat debit aliran,

tekanan pompa, kran, dan orifice pada pressure gauge serta tinggi float

pada rotameter.

Mengulangi langkah diatas dengan derajat pembukaan yang

berbeda – beda dan setiap satu derajat pembukaan, lakukan 3x

percobaan. Dan yang terakhir, ukurlah temperatur air dengan

termometer, densitas air dengan menggunakan piknometer, diameter

pipa dan diameter orifice dengan menggunakan jangka sorong.

15

Bagan alir praktikum ini dapat disusun sebagai berikut:

Memeriksa rangkaian alat

Mengisi air ke dalam tangki penampung hingga batas tangki

Menghidupkan pompa hingga keadaan aliran konstan.

Menghidupkan stopwatch dengan selang waktu yang telah ditentukan

apabila aliran konstan

Mencatat debit aliran, tekanan pompa, kran, dan orifice pada pressure

gauge serta tinggi float pada rotameter ketika waktu selesai

16

Mengulangi langkah di atas dengan derajat pembukaan yang berbeda –

beda dan setiap satu derajat pembukaan, lakukan 3x percobaan

II.4. Analisis Perhitungan

1. Mempelajari karakteristik pompa yaitu hubungan debit aliran (Q) dengan

head pompa (H).

H= ΔPρ air . g

Dimana:

H = Head pompa (cm)

air = Densitas air (gr/cm3)

P = Perbedaan tinggi tekanan dalam manometer (cm).

G = Grafitasi (cm/s2)

2. Mempelajari hubungan panjang ekivalen (Le) dengan derajat pembukaan

kran (° K ¿ untuk menetukan panjang ekivalen.

Le = 2 D1 . ΔP

f v2 ρ air

Dimana:

Le = Panjang ekivalen (cm)

17

Mengukur temperatur air dengan termometer, densitas air dengan

menggunakan piknometer, diameter pipa dan diameter orifice dengan

menggunakan jangka sorong.

g = Percepatan gravitasi (cm/det2)

D = Diameter dalam pipa (cm)

f = Faktor gesekan

v = Kecepatan (cm/det )

P = Perbedaan tinggi tekanan dalam manometer (cm)

3. Mempelajari hubungan antara coefficient of discharge (Co) dengan

bilangan Reynold(Re).

Co=v . [ ρ air .( DD 0 ri )

4−1

2. ΔP ]0,5

Dimana:

Co = Coefficient of Discharge (koefisien orifice)

D = Diameter dalam pipa (cm)

Dori = Diameter orifice (cm)

P = Perbedaan tinggi tekanan dalam manometer (cm).

v = Kecepatan (cm/det )

Re = Bilangan Reynold

= Massa jenis cairan (gr/cm3)

v = Kecepatan aliran (cm/det)

18

D = Diameter pipa (cm)

μ = Viskositas (kg/ms).

BAB III

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

III. 1. HASIL PERCOBAAN

Temperatur air : 31.5 oC.

Temperatur aquades : 29 oC.

Densitas air : 0.8912 gram/ml

Densitas aquades : 0.995945 gram/ml

Diameter orifice : 0.7 cm

Diameter dalam pipa : 1.63 cm

Diameter luar pipa : 2.15 cm

Berat piknometer kosong : 16.6501 gram

Berat piknometer + air : 42.6913 gram

Berat piknometer + aquades : 45.7522 gram

Berat Aquadest : 29.1021 gram

Berat air : 26.0412 gram

Jumlah elbow : 7 buah

19

Tabel 1. Data PercobaanoKran Vol Waktu Q Pompa Kran Orifice T float

(K) ( Lt ) (det) ml/det K1 K2 K1 K2 K1 K2 (cm)

760

15 60 0.2500 0.1000 0.4500 0.3500 0.2000 0.2000 0.1000 14.6000

16 60 0.2667 0.1000 0.4500 0.3500 0.2100 0.2100 0.1000 14.6000

16 60 0.2667 0.1000 0.4500 0.3500 0.2100 0.2100 0.1000 14.6000

690

15 60 0.2500 0.1000 0.4400 0.3500 0.2100 0.2100 0.1000 14.5000

15 60 0.2500 0.1100 0.4400 0.3500 0.2100 0.2100 0.1000 14.5000

15 60 0.2500 0.1100 0.4400 0.3400 0.2100 0.2100 0.1000 14.5000

660

16 60 0.2667 0.1200 0.4400 0.3400 0.2100 0.2100 0.1000 14.5000

15 60 0.2500 0.1200 0.4300 0.3400 0.2100 0.2100 0.1000 14.4000

15 60 0.2500 0.1200 0.4300 0.3400 0.2100 0.2100 0.1000 14.4000

630

15 60 0.2500 0.1200 0.4300 0.3900 0.2100 0.2100 0.1000 14.4000

15 60 0.2500 0.1100 0.4200 0.3900 0.2000 0.2000 0.1000 14.4000

15 60 0.2500 0.1000 0.4300 0.3600 0.2000 0.2000 0.1000 14.4000

600

15 60 0.2500 0.1000 0.4500 0.3400 0.2000 0.2000 0.1000 14.4000

15 60 0.2500 0.1000 0.4400 0.3300 0.2000 0.2000 0.1000 14.3000

15 60 0.2500 0.1000 0.4400 0.3300 0.2000 0.2000 0.1000 14.3000

570

15 60 0.2500 0.1000 0.4400 0.3300 0.2000 0.2000 0.1000 14.3000

15 60 0.2500 0.1000 0.4400 0.3400 0.2000 0.2000 0.1000 14.3000

15 60 0.2500 0.1000 0.4500 0.3800 0.2000 0.2000 0.1000 14.3000

540 15 60 0.2500 0.1000 0.4800 0.3900 0.2000 0.2000 0.1000 14.2900

20

15 60 0.2500 0.1000 0.4800 0.3900 0.2000 0.2000 0.1000 14.2900

15 60 0.2500 0.1000 0.4800 0.3900 0.2000 0.2000 0.1000 14.2900

510

15 60 0.2500 0.1000 0.4900 0.4000 0.2000 0.2000 0.1000 14.0900

15 60 0.2500 0.1000 0.4900 0.4000 0.2000 0.2000 0.1000 14.1000

15 60 0.2500 0.1000 0.4900 0.4000 0.2000 0.2000 0.1000 14.1000

480

15 60 0.2500 0.1000 0.5000 0.4000 0.1900 0.1900 0.1000 13.9000

15 60 0.2500 0.1000 0.5000 0.4000 0.1900 0.1900 0.1000 13.9000

15 60 0.2500 0.1000 0.5000 0.4000 0.1900 0.1900 0.1000 14.0000

450

15 60 0.2500 0.1000 0.5000 0.4100 0.1800 0.1800 0.1000 13.7500

15 60 0.2500 0.1000 0.5000 0.4100 0.1700 0.1700 0.1000 13.7500

15 60 0.2500 0.1000 0.5000 0.4100 0.1700 0.1700 0.1000 13.7000

420

14 60 0.2333 0.1000 0.5000 0.4200 0.1600 0.1600 0.1000 13.4000

14 60 0.2333 0.1000 0.5000 0.4200 0.1500 0.1500 0.1000 13.4000

14 60 0.2333 0.1000 0.5300 0.4400 0.1500 0.1500 0.1000 13.3000

390

14 60 0.2333 0.1000 0.5500 0.4500 0.1200 0.1200 0.1000 12.8000

14 60 0.2333 0.1000 0.5500 0.4600 0.1200 0.1200 0.1000 12.8000

14 60 0.2333 0.1000 0.5500 0.4600 0.1200 0.1200 0.1000 12.8000

360

13 60 0.2167 0.1000 0.5600 0.4800 0.1100 0.1100 0.1000 12.3000

13 60 0.2167 0.1000 0.5800 0.4800 0.1100 0.1100 0.1000 12.3000

13 60 0.2167 0.1000 0.5800 0.4900 0.1100 0.1100 0.1000 12.3000

330

12 60 0.2000 0.1000 0.6000 0.5300 0.1100 0.1100 0.1000 11.8000

12 60 0.2000 0.1000 0.6000 0.5300 0.1100 0.1100 0.1000 11.8500

12 60 0.2000 0.1000 0.6000 0.5400 0.1100 0.1100 0.1000 11.7000

300

10 60 0.1667 0.1000 0.6700 0.5900 0.1000 0.1000 0.1000 10.8000

10 60 0.1667 0.1000 0.6800 0.5900 0.1000 0.1000 0.1000 10.7000

10 60 0.1667 0.1000 0.6800 0.6000 0.1000 0.1000 0.1000 10.7000

21

III. 2 Pembahasan

1. Hubungan antara debit aliran (Q) dengan head pompa (H)

Gambar 1. Hubungan antara debit aliran (Q) dengan head pompa (H)

22

150 200 250 300300

350

400

450

500

550

600

650

700

f(x) = − 3.09608385180462 x + 1191.80649394089R² = 0.854761702803477

Y dataLinear (Y data)

Debit aliran (ml/detik )H

ead Pompa(cm

)

Dengan melihat grafik dapat diketahui bahwa semakin besar debit aliran

maka head pompa semakin kecil. Hal tersebut dikarenakan tekanan yang semakin

besar diberikan pompa pada pembukaan kran (ok) yang kecil. Pembukaan kran

berpengaruh pada debit pengeluaran aliran fluida.

2. Hubungan antara panjang ekivalen ( Le ) dengan pembukaan kran (° k ¿

200 300 400 500 600 700 800

-10000.0000

0.0000

10000.0000

20000.0000

30000.0000

40000.0000

50000.0000

60000.0000

f(x) = − 68.5203638069486 x + 49952.0648990026R² = 0.640374213914709

Y dataLinear (Y data)Y hitung

Sudut putaran kran (◦k)

Panjang ekivalen (Le), (cm)

Gambar 2 Hubungan antara panjang ekivalen ( Le ) dengan pembukaan kran (

° k ¿

Secara teori semakin besar derajat pembukaan kran, maka debit aliran

semakin besar. Debit aliran semakin besar akan membuat kecepatan liniernya

semakin besar, sesuai dengan rumus yang sudah dilampirkan bahwa panjang

23

ekivalen (Le) berbanding terbalik dengan kecepatan linier. Maka, apabila

kecepatan linier semakin besar, maka panjang ekivalen semakin kecil.

3. Hubungan antara Coefisien of discharge ( Co ) dengan Bilangan ( Re )

Gambar 3 Hubungan antara Coefisien of discharge ( Co ) dengan Bilangan ( Re )

24

1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 25000

5

10

15

20

25

f(x) = − 0.0024311786770697 x + 14.4797262200007R² = 0.0127030099895408


Bilangan Reynold (Re)

Coeffisient O

f Discharge (Co)

Secara teori kecepatan aliran (v) bertambah, sehingga bilangan Reynold

(Re) akan bertambah besar selaras dengan pertambahan harga coefficient of

discharge (Co). Tetapi percobaan tersebut menghasilkan kecepatan aliran (v)

berbanding lurus dengan bilangan Reynold (Re), harga coefficient of discharge

(Co) berbanding terbalik dari kecepatan aliran (v) dan Reynold (Re). Hal tersebut

bias terjadi dikarenakan perubahan yang terjadi pada alat pengukuran terlalu kecil

(dalam skala bar), sehingga pratikan sulit mengamati perubahannya dan

membuatnya kurang tepat dalam pencatatan data.

4. Hubungan antara debit aliran (Q) dengan tinggi float ( h )

Gambar 4. Hubungan antara debit aliran (Q) dengan tinggi float ( h )

25

160 180 200 220 240 260 28010

11

12

13

14

15

f(x) = 0.0444525307797541 x + 3.00373157014734R² = 0.942753923162545


Debit (Q),(ml/s)Tinggi float (cm

)

Semakin besar aliran (Q), semakin besar pula tinggi float (h).

Bertambahnya debit aliran (Q) menyebabkan semakin tinggi float terdorong oleh

aliran. Karena float dapat bergerak bebas sesuai dengan besarnya aliran yang

mendorongnya.

BAB IV PENUTUP

IV. 1 KESIMPULAN

Dari hasil percobaan dan grafik, maka dapat diambil kesimpulan, yaitu:

1. Dalam aliran fluida, semakin besar aliran fluida (Q) maka semakin

besar head pompa (H). Didapat persamaan garis yaitu :

Y = 1191,8065 - 3,09161(x)

Dengan persentase kesalahan rata – rata : 6,4465 %

2. Untuk suatu kran yang digunakan dalam mengatur aliran fluida,

panjang ekuivalen akan berkurang dengan bertambahnya derajat kran

pembukaan, sehingga didapat persamaan garis :

Y= -68,52 - 0.0093 ( x )

Dengan persentase kesalahan rata – rata : 43.3986 %

3. Untuk suatu orifice, harga Coeffisient of discharge (Co) akan

bertambah besar selaras dengan bertambahnya bilangan Reynold,

sehingga diiperoleh persamaan garis :

Y= 14.4797- 0.0024 ( x )


4. Pada rotameter bertambahnya debit aliran menyebabkan semakin

tinggi float terdorong ke atas oleh cairan, diperoleh persamaan garis :

Y= 3.0037 + 0.0445 ( x )

26


IV.2. KRITIK DAN SARAN

Pada acara ini, kami ingin memberikan sedikit kritik mengenai alat –

alat yang digunakan pada saat praktikum. Seperti rotameter, pressure

gauge, dan busur untuk membaca derajat pembukaan kran.

Untuk rotameter, tidak ada skala pembacaan sehingga kami kesulitan

dalam membaca tinggi float.

Untuk pressure gauge-nya, kurang responsive. Jadi, untuk membaca

tekanannya butuh perkiraan dan feeling yang tepat.

Untuk busur pada kran, terlihat kreatif tetapi cenderung memaksa.

Karena busur yang digunakan itu busur sekolahan. Sehingga untuk

menentukan derajat pembukaan kran butuh ketelitian dan perkiraan yang

tepat.

Saran kami, rotameternya diberi skala untuk memudahkan praktikan

membaca tinggi float atau rotameternya diganti dengan yang ada skalanya.

Pada pressure gauge-nya, tolong diganti yang lebih bagus.

Dan untuk busurnya diganti dengan yang lebih bagus dan tidak mudah

lepas agar memudahkan praktikan membaca derajat pembukaan kran.

27

DAFTAR PUSTAKA

Brown, G.G., 1978,”Unit Operation”, 14th Printing, John willey and Suns.Inc,

New York.

Mc Cabe, W.L. and Smith, J., 1976,”Unit Operation of Chemical Engineering”,

International Student Ediyion, Mc Graw Hill, Kogajuba, Tokyo.

Perry, H.R. and Dun Green, 1973, “Perry’s Chemical Engineer’s Handbook” 6th

edition, Mc Graw Hill Book Company Inc., New York.

28

LAMPIRAN

JURNAL PERCOBAAN

ALIRAN FLUIDA

( D-1 )

III. 1. HASIL PERCOBAAN

Temperatur air : 31.5 oC.


Densitas air : 0.8912 gram/ml


Diameter orifice : 0.7 cm

Diameter dalam pipa : 1.63 cm

Diameter luar pipa : 2.15 cm






Jumlah elbow : 7 buah

Tabel 1. Data PercobaanoKran Vol Waktu Q Pompa Kran Orifice T float

(K) ( Lt ) (det) ml/det K1 K2 K1 K2 K1 K2 (cm)

760

15 60 0.2500 0.1000 0.4500 0.3500 0.2000 0.2000 0.1000 14.6000

16 60 0.2667 0.1000 0.4500 0.3500 0.2100 0.2100 0.1000 14.6000

16 60 0.2667 0.1000 0.4500 0.3500 0.2100 0.2100 0.1000 14.6000

690

15 60 0.2500 0.1000 0.4400 0.3500 0.2100 0.2100 0.1000 14.5000

15 60 0.2500 0.1100 0.4400 0.3500 0.2100 0.2100 0.1000 14.5000

15 60 0.2500 0.1100 0.4400 0.3400 0.2100 0.2100 0.1000 14.5000

660

16 60 0.2667 0.1200 0.4400 0.3400 0.2100 0.2100 0.1000 14.5000

15 60 0.2500 0.1200 0.4300 0.3400 0.2100 0.2100 0.1000 14.4000

15 60 0.2500 0.1200 0.4300 0.3400 0.2100 0.2100 0.1000 14.4000

630

15 60 0.2500 0.1200 0.4300 0.3900 0.2100 0.2100 0.1000 14.4000

15 60 0.2500 0.1100 0.4200 0.3900 0.2000 0.2000 0.1000 14.4000

15 60 0.2500 0.1000 0.4300 0.3600 0.2000 0.2000 0.1000 14.4000

600

15 60 0.2500 0.1000 0.4500 0.3400 0.2000 0.2000 0.1000 14.4000

15 60 0.2500 0.1000 0.4400 0.3300 0.2000 0.2000 0.1000 14.3000

15 60 0.2500 0.1000 0.4400 0.3300 0.2000 0.2000 0.1000 14.3000

570

15 60 0.2500 0.1000 0.4400 0.3300 0.2000 0.2000 0.1000 14.3000

15 60 0.2500 0.1000 0.4400 0.3400 0.2000 0.2000 0.1000 14.3000

15 60 0.2500 0.1000 0.4500 0.3800 0.2000 0.2000 0.1000 14.3000

540

15 60 0.2500 0.1000 0.4800 0.3900 0.2000 0.2000 0.1000 14.2900

15 60 0.2500 0.1000 0.4800 0.3900 0.2000 0.2000 0.1000 14.2900

15 60 0.2500 0.1000 0.4800 0.3900 0.2000 0.2000 0.1000 14.2900

510

15 60 0.2500 0.1000 0.4900 0.4000 0.2000 0.2000 0.1000 14.0900

15 60 0.2500 0.1000 0.4900 0.4000 0.2000 0.2000 0.1000 14.1000

15 60 0.2500 0.1000 0.4900 0.4000 0.2000 0.2000 0.1000 14.1000

480

15 60 0.2500 0.1000 0.5000 0.4000 0.1900 0.1900 0.1000 13.9000

15 60 0.2500 0.1000 0.5000 0.4000 0.1900 0.1900 0.1000 13.9000

15 60 0.2500 0.1000 0.5000 0.4000 0.1900 0.1900 0.1000 14.0000

450 15 60 0.2500 0.1000 0.5000 0.4100 0.1800 0.1800 0.1000 13.7500

15 60 0.2500 0.1000 0.5000 0.4100 0.1700 0.1700 0.1000 13.7500

15 60 0.2500 0.1000 0.5000 0.4100 0.1700 0.1700 0.1000 13.7000

420

14 60 0.2333 0.1000 0.5000 0.4200 0.1600 0.1600 0.1000 13.4000

14 60 0.2333 0.1000 0.5000 0.4200 0.1500 0.1500 0.1000 13.4000

14 60 0.2333 0.1000 0.5300 0.4400 0.1500 0.1500 0.1000 13.3000

390

14 60 0.2333 0.1000 0.5500 0.4500 0.1200 0.1200 0.1000 12.8000

14 60 0.2333 0.1000 0.5500 0.4600 0.1200 0.1200 0.1000 12.8000

14 60 0.2333 0.1000 0.5500 0.4600 0.1200 0.1200 0.1000 12.8000

360

13 60 0.2167 0.1000 0.5600 0.4800 0.1100 0.1100 0.1000 12.3000

13 60 0.2167 0.1000 0.5800 0.4800 0.1100 0.1100 0.1000 12.3000

13 60 0.2167 0.1000 0.5800 0.4900 0.1100 0.1100 0.1000 12.3000

330 12 60 0.2000 0.1000 0.6000 0.5300 0.1100 0.1100 0.1000 11.8000

12 60 0.2000 0.1000 0.6000 0.5300 0.1100 0.1100 0.1000 11.8500

12 60 0.2000 0.1000 0.6000 0.5400 0.1100 0.1100 0.1000 11.7000

300

10 60 0.1667 0.1000 0.6700 0.5900 0.1000 0.1000 0.1000 10.8000

10 60 0.1667 0.1000 0.6800 0.5900 0.1000 0.1000 0.1000 10.7000

10 60 0.1667 0.1000 0.6800 0.6000 0.1000 0.1000 0.1000 10.7000

Praktikan Yogyakarta, 29 Juni 2015Asisten

( Handy A.A. )(M. Fariz ) (Luqman Sahlan Romadhona)

HASIL PERHITUNGAN

Tabel 1 Data Percobaan setelah di rata-rata

NoKran Volume Waktu Q Pompa Kran Orifice T float

(oK) ( Lt ) (det) (ml/det) K1 K2 K1 K2 K1 K2 (cm)

1 760 15.6667 60 261.1111 0.1000 0.4500 0.3500 0.2067 0.2067 0.1000 14.6000

2 690 15.0000 60 250.0000 0.1067 0.4400 0.3467 0.2100 0.2100 0.1000 14.5000

3 660 15.3333 60 255.5556 0.1200 0.4333 0.3400 0.2100 0.2100 0.1000 14.4333

4 630 15.0000 60 250.0000 0.1100 0.4267 0.3800 0.2033 0.2033 0.1000 14.4000

5 600 15.0000 60 250.0000 0.1000 0.4433 0.3333 0.2000 0.2000 0.1000 14.3333

6 570 15.0000 60 250.0000 0.1000 0.4433 0.3500 0.2000 0.2000 0.1000 14.3000

7 540 15.0000 60 250.0000 0.1000 0.4800 0.3900 0.2000 0.2000 0.1000 14.2900

8 510 15.0000 60 250.0000 0.1000 0.4900 0.4000 0.2000 0.2000 0.1000 14.0967

9 480 15.0000 60 250.0000 0.1000 0.5000 0.4000 0.1900 0.1900 0.1000 13.9333

10 450 15.0000 60 250.0000 0.1000 0.5000 0.4100 0.1733 0.1733 0.1000 13.7333

11 420 14.0000 60 233.3333 0.1000 0.5100 0.4267 0.1533 0.1533 0.1000 13.3667

12 390 14.0000 60 233.3333 0.1000 0.5500 0.4567 0.1200 0.1200 0.1000 12.8000

13 360 13.0000 60 216.6667 0.1000 0.5733 0.4833 0.1100 0.1100 0.1000 12.3000

14 330 12.0000 60 200.0000 0.1000 0.6000 0.5333 0.1100 0.1100 0.1000 11.7833

15 300 10.0000 60 166.6667 0.1000 0.6767 0.5933 0.1000 0.1000 0.1000 10.7333

Mencari densitas air








aquades 29 oC =

MaquadesVaquades

0.995945 gram/cm3 =

29,1021 gramV aquades , maka v aquades di dapat sebesar 29,221

cm3

Asumsi Vaquades = V piknometer

ρair = MaquadesVaquades =

26 , 0421 gram

29 , 221 cm3,

maka air adalah 0,8912 gram/cm3

Hubungan antara debit aliran ( Q ) dengan head pompa ( H )

air adalah 0,8912 gram/cm3

H= ΔP

ρ air . g

Konversi ∆ P = ( 0,45 – 0,1 )bar, = 0,35 bar

0,35 bar x

105 Pa1bar x

1Psia6894 ,8 Pa x

1lbfm

1Psia x 4,44

kg . m

s2

1lbf x [ in2 ,54 cm ]

2

x

100cm1 m x

1000 gr1kg

= 349350,9337 gram/cm. s2

H= ΔPρ air . g =

349350,9337gram

cm. s2

0 ,8912gram

cm3x980

cms2

= 400,007 cm

Analog dengan menggunakan cara di atas untuk data selanjutnya, maka

dapat diperoleh hasil seperti pada table berikut :

Tabel 2 Data debit aliran ( Q ) dengan head pompa ( H )dengan yang lain :

No Q (x) H (y) xy x2

1 261.1111 400.0066 104446.1656 68179.0123

2 250.0000 380.9587 95239.6647 62500.0000

3 255.5556 358.1011 91514.7356 65308.6420

4 250.0000 361.9107 90477.6814 62500.0000

5 250.0000 392.3874 98096.8546 62500.0000

6 250.0000 392.3874 98096.8546 62500.0000

7 250.0000 434.2929 108573.2177 62500.0000

8 250.0000 445.7216 111430.4077 62500.0000

9 250.0000 457.1504 114287.5976 62500.0000

10 250.0000 457.1504 114287.5976 62500.0000

11 233.3333 468.5792 109335.1351 54444.4444

12 233.3333 514.2942 120001.9775 54444.4444

13 216.6667 540.9613 117208.2807 46944.4444

14 200.0000 571.4380 114287.5976 40000.0000

15 166.6667 659.0585 109843.0799 27777.7778

∑ 3566.6667 6834.3983 1597126.8480 857098.7654

Mencari Persamaan Garis Y = A + Bx dengan metode “ Least Square “

∑y = nA + B∑x

∑xy = A∑x + B∑x 2

6834,3983 = 15 A + 3566,6667 B x 3566, 6667

1597126,8480 = 3566, 6667 A + 857098.7654 B x 15

24376020.7377 = 12721111.1111

B

23956902.7200

= 12856481.4815

B

B = -3,09161

6834,3983 = 15 A + 3566,6667(-3,09161)

A = 1191,8065

Persamaan yang didapatkan adalah Y = 1191,8065 - 3,09161(x)

Mencari Y hitung

Untuk data pertama ketika Q(x) = 261,111

Y = 1191,8065 - 3,09161(261,111) = 383,384

Mencari % kesalahan = |Ydata−Yhitung

Ydata|x 100 %

|400,006-383,3846400,006

|x 100 %= 4,1554 %

Mencari % kesalahan rata – rata

∑ % kesalahan

n =

96,697615

= 6,4465 %

Analog dengan data selanjutnya untuk mencari Y hitung dan % kesalahan,

dapat dilihat pada tabel di bawah

No Q (x) H (y) yhit %

1 261.1111 400.0066 383.3846 4.1554

2 250.0000 380.9587 417.7855 9.6669

3 255.5556 358.1011 400.5851 11.8637

4 250.0000 361.9107 417.7855 15.4388

5 250.0000 392.3874 417.7855 6.4727

6 250.0000 392.3874 417.7855 6.4727

7 250.0000 434.2929 417.7855 3.8010

8 250.0000 445.7216 417.7855 6.2676

9 250.0000 457.1504 417.7855 8.6109

10 250.0000 457.1504 417.7855 8.6109

11 233.3333 468.5792 469.3869 0.1724

12 233.3333 514.2942 469.3869 8.7318

13 216.6667 540.9613 520.9883 3.6921

14 200.0000 571.4380 572.5897 0.2016

15 166.6667 659.0585 675.7925 2.5391

∑ 96.6976

% Kesalahan rata - rata 6.4465

Dari persamaan Y = 1191,8065 - 3,09161(x) dapat dibuat grafik hubungan

antara debit aliran (Q) dengan head pompa (H) sebagai berikut :

Gambar 1. Hubungan antara debit aliran (Q) dengan head pompa (H) sebagai

berikut

150 200 250 300300

350

400

450

500

550

600

650

700

f(x) = − 3.09608385180462 x + 1191.80649394089R² = 0.854761702803477

Y data

Linear (Y data)

Y hitung

Debit aliran (Q ), ( cm3/s )

Head Pom

pa ( cm )

Hubungan antara panjang ekivalen ( Le ) dengan pembukaan kran (° k ¿

Luas Permukaan ( A ) =

∏ ¿4

x ( D )2 ¿=

3 ,144

x (1 , 63 cm )2 = 2,08567 cm2

Kecepatan linear ( V ) =

QA =

261,1111cm3

s2,08567 cm2

= 125,1931 cm/s

µ air didapat dari interpolasi pada T = 31,5 oc

T = 20 oc µ = 21,1x10-6 lbf. s/ft2

T = 40 oc µ = 13,68x10-6 lbf. s/ft2

13 , 68 .10−6−μ40−31 , 5

=(13 , 68−21 , 1 ) . 10−6

40−20

μ=1 ,68 .10−5 lbf . sft 2

Konversi dari lbf.s/ft2 ke gr/cm.s

1,68.10-5 . lbf.s/ft2 x ( 1 ft

2 ,54 cm )2

x 4,44

kg . m

s2

1lbf x [ in2 , 54 cm ]

2

x

100 cm1 m x

1000 gr1kg = 0,09654 gr/cm. s

Menentukan bilangan Reynold :

Re =ρair D V

μ =

0 ,8912gram

cm3x1 ,63 cm

0 ,09654gramcm . s

x125 ,1931cms

= 1883,8

µ

31,5 2040

21,1x10-6

13,68x10-6

Panjang ekivalen

f = 0,0056 +

0,5

(Re )0,32, = 0,0056 +

0,5

(1883,8 )0,32 = 0,0504

Le = 2 D1 . ΔP

f v2 ρ air

Konversi ∆ P

( 0,35 – 0,2067 ) bar = 0,1433 bar

0,1433 bar x

105 Pa1bar x

1Psia6894 ,8 Pa x

1lbfm

1Psia x 4,44

kg . m

s2

1lbf x [ in2 , 54 cm ]

2

x

100cm1 m x

1000 gr1kg = 1430011.5582

gr

cm . s2

Le = 2 x

1, 63 cm0,0504 x

1430011. 5582 gr

cm . s2

125,1931 cm/s x

1

0,8912 gram/cm3

= 6626.4722 cm


dapat diperoleh hasil seperti pada tabel berikut :

Tabel 3 Data ( Le ), pembukaan kran (° k ¿, kecepatan aliran (v), dan F

Mencari Mencari Persamaan Garis Y = A + Bx dengan metode “ Least

Square “

∑y = nA + B∑x

∑xy = A∑x + B∑x 2

Tabel 4 Data untuk mencari persamaan

No Kran (x) Le (y) xy x2

1 760 6626.4722 5036118.8487 577600.0000

2 690 6807.5829 4697232.1908 476100.0000

3 660 6235.9276 4115712.2459 435600.0000

4 630 8800.0462 5544029.0863 396900.0000

5 600 6641.5443 3984926.5670 360000.0000

No Kran (y)Q

cm3/s

v

cm/sRe F

Le

cm

1 760 261.1111 125.1931 1883.8268 0.0504 6626.4722

2 690 250.0000 119.8658 1803.6639 0.0510 6807.5829

3 660 255.5556 122.5294 1843.7453 0.0507 6235.9276

4 630 250.0000 119.8658 1803.6639 0.0510 8800.0462

5 600 250.0000 119.8658 1803.6639 0.0510 6641.5443

6 570 250.0000 119.8658 1803.6639 0.0510 7471.7373

7 540 250.0000 119.8658 1803.6639 0.0510 9464.2006

8 510 250.0000 119.8658 1803.6639 0.0510 9962.3164

9 480 250.0000 119.8658 1803.6639 0.0510 10460.4322

10 450 250.0000 119.8658 1803.6639 0.0510 11788.7411

11 420 233.3333 111.8747 1683.4197 0.0520 15325.1173

12 390 233.3333 111.8747 1683.4197 0.0520 18876.0591

13 360 216.6667 103.8837 1563.1754 0.0531 23767.0652

14 330 200.0000 95.8926 1442.9311 0.0544 30911.5598

15 300 166.6667 79.9105 1202.4426 0.0573 49220.5737

6 570 7471.7373 4258890.2685 324900.0000

7 540 9464.2006 5110668.3222 291600.0000

8 510 9962.3164 5080781.3729 261000.0000

9 480 10460.4322 5021007.4744 230400.0000

10 450 11788.7411 5304933.4923 202500.0000

11 420 15325.1173 6436549.2547 176400.0000

12 390 18876.0591 7361663.0413 152100.0000

13 360 23767.0652 8556143.4628 129600.0000

14 330 30911.5598 10200814.7270 108900.0000

15 300 49220.5737 14766172.1088 90000.0000

∑ 7690 222359.3758 95475642.4638 4212700.0000

222359.3758 = 15 A + 7690 B x 222359.3758

95475642.46 = 7690A + 4212700 B x 15

1709943600 = 59136100 B

1432134637 = 63190500 B

B = -68.5204

222359.3758 = 15 A + 7690 (-68.5204)

A = 49952.0649

Persamaan yang didapatkan adalah Y= 49952.0649 - 68.5204 ( x )

Mencari Y hitung

Untuk data pertama ketika Kran (x) = 760

Y = 49952.0649 - 68.5204 (760 ) = -2123.4087


Ydata|x 100 %

|6626 . 4722 +2123 . 40876626 . 4722

|x100 %= 132.0443 %

Mencari % kesalahan rata – rata =

∑ % kesalahan

n

650 . 978615

= 43.3986 %



No Kran (x) Le (y) y h %

1 760 6626.4722 -2123.4087 132.0443

2 690 6807.5829 2673.0165 60.7347

3 660 6235.9276 4728.6273 24.1712

4 630 8800.0462 6784.2381 22.9068

5 600 6641.5443 8839.8489 33.0993

6 570 7471.7373 10895.4597 45.8223

7 540 9464.2006 12951.0705 36.8427

8 510 9962.3164 15006.6813 50.6345

9 480 10460.4322 17062.2921 63.1127

10 450 11788.7411 19117.9029 62.1709

11 420 15325.1173 21173.5137 38.1622

12 390 18876.0591 23229.1245 23.0613

13 360 23767.0652 25284.7353 6.3856

14 330 30911.5598 27340.3461 11.5530

15 300 49220.5737 29395.9569 40.2771

∑ 650.9786


Dari persamaan Y= -68,52 - 49952 ( x ) dapat dibuat grafik hubungan

panjang ekivalen ( Le ) dengan pembukaan kran (° k ¿ sebagai berikut :

Gambar 2. Hubungan antara panjang ekivalen ( Le ) dengan pembukaan kran (

° k ¿

200 300 400 500 600 700 800

-10000.0000

0.0000

10000.0000

20000.0000

30000.0000

40000.0000

50000.0000

60000.0000

f(x) = − 68.5203638069486 x + 49952.0648990026R² = 0.640374213914709


Sudut putaran kran (◦k)

Panjang ekivalen (Le), (cm)

Hubungan antara Coefisien of discharge ( Co ) dengan Bilangan ( Re )

Luas Permukaan ( A ) =

∏ ¿4

x ( Dori )2 ¿=

3 ,144

x (0,7 cm )2 = 0.38465 cm2

Kecepatan linear ( V ) =

QA =

261 .1111cm3

s0 . 38465 cm2

= 678.8278

cms

Re= ρair .Dori . vμ

=

0,8912 gram/cm3 .0,7 cm . 678 .8278 cm

s

0. 09654grcm. s = 2410.4505


4−1

2. ΔP ]0,5

Konversi ∆ P

(0.206667– 0.1) bar = 0.106667 bar

0.106667 bar x

105 Pa1bar x

1Psia6894 ,8 Pa x

1lbfm

1Psia x 4,44

kg . m

s2

1lbf x [ in2 , 54 cm ]

2

x

100cm1 m x

1000 gr1kg =

106468 . 8560grcm. s

No Kran Q v Re(x) Co ( Y )

1 760 261.1111 678.8278 2410.4505 7.3849

2 690 250.0000 649.9415 2307.8782 6.9627

3 660 255.5556 664.3846 2359.1643 7.1175

4 630 250.0000 649.9415 2307.8782 7.1838

5 600 250.0000 649.9415 2307.8782 7.3026

6 570 250.0000 649.9415 2307.8782 7.3026

7 540 250.0000 649.9415 2307.8782 7.3026

8 510 250.0000 649.9415 2307.8782 7.3026

9 480 250.0000 649.9415 2307.8782 7.6976

10 450 250.0000 649.9415 2307.8782 8.5295

11 420 233.3333 606.6121 2154.0196 9.3328

12 390 233.3333 606.6121 2154.0196 15.2404

13 360 216.6667 563.2826 2000.1611 20.0137

14 330 200.0000 519.9532 1846.3025 18.4742

15 300 166.6667 433.2943 1538.5854 0.0000


4−1

2. ΔP ]0,5

= 678.8278

cms

[0,8912 gram/cm3 .( 1 , 63cm0,7 cm )

4

−1

2 . 106468. 8560grcm . s

]0,5

= 7.3849


dapat diperoleh hasil seperti pada table berikut :

Tabel 5 Data ( Co ), Bilangan ( Re ), (ok ), kecepatan aliran (v)

Mencari Mencari Persamaan Garis Y = A + Bx dengan metode “Least

Square”

∑y = nA + B∑x

∑xy = A∑x + B∑x

Tabel 6 Data untuk mencari persamaan garis

137.1476 = 15 A + 32925.7285 B x 32925.7285

299175.7652 = 32925.7285 A + 73042664.9585 B x 15

4515683.4667 = 1084103599.5667 B

4487636.4783 = 1095639974.3779 B

No Kran Re(x) Co ( Y ) xy x2

1 760 2410.4505 7.3849 17801.0308 5810271.7643

2 690 2307.8782 6.9627 16069.1344 5326301.6399

3 660 2359.1643 7.1175 16791.2535 5565656.4297

4 630 2307.8782 7.1838 16579.3922 5326301.6399

5 600 2307.8782 7.3026 16853.4503 5326301.6399

6 570 2307.8782 7.3026 16853.4503 5326301.6399

7 540 2307.8782 7.3026 16853.4503 5326301.6399

8 510 2307.8782 7.3026 16853.4503 5326301.6399

9 480 2307.8782 7.6976 17765.0965 5326301.6399

10 450 2307.8782 8.5295 19685.0643 5326301.6399

11 420 2154.0196 9.3328 20103.0992 4639800.5397

12 390 2154.0196 15.2404 32828.2235 4639800.5397

13 360 2000.1611 20.0137 40030.6841 4000644.3429

14 330 1846.3025 18.4742 34108.9853 3408833.0496

15 300 1538.5854 0.0000 0.0000 2367245.1733

∑ 32925.7285 137.1476 299175.7652 73042664.9585

B = -0.0024

137.1476 = 15 A + 32925.7285 (-0.0024)

A = 14.4797

Persamaan yang didapatkan adalah Y= 14.4797- 0.0024 ( x )

Mencari Y hitung

Untuk data pertama ketika Re(x) = 2410,4505

Y= 14.4797- 0.0024. (2410,4505) = 8,6195


Ydata|x 100 %

|7,3849-8 . 61957,3849

|x 100 % = 16.7171%


∑ % kesalahan

n

333 .576315 = 22.2384 %



No Re(x) Co ( Y ) yhit %

1 2410.4505 7.3849 8.6195 16.7171

2 2307.8782 6.9627 8.8689 27.3762

3 2359.1643 7.1175 8.7442 22.8553

4 2307.8782 7.1838 8.8689 23.4560

5 2307.8782 7.3026 8.8689 21.4484

6 2307.8782 7.3026 8.8689 21.4484

7 2307.8782 7.3026 8.8689 21.4484

8 2307.8782 7.3026 8.8689 21.4484

9 2307.8782 7.6976 8.8689 15.2161

10 2307.8782 8.5295 8.8689 3.9786

11 2154.0196 9.3328 9.2429 0.9634

12 2154.0196 15.2404 9.2429 39.3527

13 2000.1611 20.0137 9.6170 51.9481

14 1846.3025 18.4742 9.9910 45.9190

15 1538.5854 0.0000 10.7392 0.0000

∑ 333.5763


Dari persamaan Y= 14.4797- 0.0024 ( x ) dapat dibuat grafik hubungan

antara Coefisien of discharge ( Co ) dengan Bilangan Reynold ( Re ) sebagai

berikut :

Gambar 3. Hubungan antara Coefisien of discharge ( Co ) dengan Bilangan ( Re )

1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 25000

5

10

15

20

25

f(x) = − 0.0024311786770697 x + 14.4797262200007R² = 0.0127030099895408


Bilangan Reynold (Re)Coeffi

sient Of D

ischarge (Co)

Hubungan antara debit aliran (Q) dengan tinggi float ( h )

NoKran Q(x) T float(y)

(cm3/s) ( cm )

1 760 261.1111 14.6000

2 690 250.0000 14.5000

3 660 255.5556 14.4333

4 630 250.0000 14.4000

5 600 250.0000 14.3333

6 570 250.0000 14.3000

7 540 250.0000 14.2900

8 510 250.0000 14.0967

9 480 250.0000 13.9333

10 450 250.0000 13.7333

11 420 233.3333 13.3667

12 390 233.3333 12.8000

13 360 216.6667 12.3000

14 330 200.0000 11.7833

15 300 166.6667 10.7333

Mencari persamaan garis Y = A + Bx dengan metode “Least Square”

∑y = nA + B∑x

∑xy = A∑x + B∑x 2

Tabel 7 Data debit aliran (Q) dan tinggi float (h) ,Y hitung, dan %

kesalahan

No Q(x)T float(y)

( cm )xy x2

1 261.1111 14.6000 3812.2222 68179.0123

2 250.0000 14.5000 3625.0000 62500.0000

3 255.5556 14.4333 3688.5185 65308.6420

4 250.0000 14.4000 3600.0000 62500.0000

5 250.0000 14.3333 3583.3333 62500.0000

6 250.0000 14.3000 3575.0000 62500.0000

7 250.0000 14.2900 3572.5000 62500.0000

8 250.0000 14.0967 3524.1667 62500.0000

9 250.0000 13.9333 3483.3333 62500.0000

10 250.0000 13.7333 3433.3333 62500.0000

11 233.3333 13.3667 3118.8889 54444.4444

12 233.3333 12.8000 2986.6667 54444.4444

13 216.6667 12.3000 2665.0000 46944.4444

14 200.0000 11.7833 2356.6667 40000.0000

15 166.6667 10.7333 1788.8889 27777.7778

∑ 3566.6667 203.6033 48813.5185 857098.7654

203.6033 = 15 A + 3566.6667 B x 3566.6667

48813.52 = 3566.6667 A + 857098.7654 B x 15

726185.2 = 12721111.1111 B

732202.8 = 12856481.4815 B

B = 0.044

137.1476 = 15 A + 32925.7285 ( 0.0445)

A = 3.0037

Persamaan yang didapatkan adalah Y= 3.0037 + 0.0445 ( x )

Mencari Y hitung

Untuk data pertama ketika Q(x) = 261.1111

Y= 3.0037 + 0.0445. (261,1111) = 14,61078


Ydata|x 100 %

|14 .6-14 .6107814 .6

|x 100% = 0.0738 %


∑ % kesalahan

n

24 . 644315 = 1.6430 %

Analog dengan data selanjutnya untuk mencari Y hitung dan %

kesalahan, dapat dilihat pada tabel di bawah

No Q(x)T float(y)

( cm )

Yhit

( cm )%

1 261.1111 14.6000 14.6108 0.0738

2 250.0000 14.5000 14.1169 2.6423

3 255.5556 14.4333 14.3638 0.4816

4 250.0000 14.4000 14.1169 1.9662

5 250.0000 14.3333 14.1169 1.5102

6 250.0000 14.3000 14.1169 1.2807

7 250.0000 14.2900 14.1169 1.2116

8 250.0000 14.0967 14.1169 0.1433

9 250.0000 13.9333 14.1169 1.3172

10 250.0000 13.7333 14.1169 2.7927

11 233.3333 13.3667 13.3760 0.0697

12 233.3333 12.8000 13.3760 4.4999

13 216.6667 12.3000 12.6351 2.7245

14 200.0000 11.7833 11.8942 0.9412

15 166.6667 10.7333 10.4125 2.9893

∑ 24.6443


Dari persamaan Y= 3.0037 + 0.0445 ( x ) dapat dibuat grafik hubungan

antara debit aliran (Q) dengan tinggi float ( h ) sebagai berikut :

Gambar 4. Hubungan antara debit aliran (Q) dengan tinggi float ( h )

160 180 200 220 240 260 28010

11

12

13

14

15

f(x) = 0.0444525307797541 x + 3.00373157014734R² = 0.942753923162545


Debit (Q),( cm3/s )T

inggi float (cm)

LAMPIRAN

TANYA JAWAB

1. Edwin Galih (121130099)

Pertanyaan : Jenis pompa apa yang digunakan ? Dan bagaimana cara

kerjanya ?

Jawaban :

Pompa Sentrifugal.

Cara kerjanya menggunakan prinsip sentrifugal. Gaya sentrifugal

cenderung ke arah keluar , mengakibatkan setiap aliran fluida yang

masuk akan mengarah ke luar, sehingga impeller di dalam pompa

berputar dan aliran ke arah pompa dan dialirkan ke atas.

2. Sandy Eka (121130121)

Pertanyaan : Mengapa Transfer alirannya menggunakan pipa ?

Jawaban : Karena dengan menggunakan pipa menjadi lebih aman.

Mengurangi kesalahan pemakaian oleh manusia, bahan yang dialirkan

tidak tercemar, dan tidak mencemarkan lingkungan.

3. Akmalul Azmi (121130251)

Pertanyaan : Dengan menggunakan alat apa kita dapat mengetahui aliran

tersebut sudah konstan ? Bagaimana cara kerja alat itu ?

Jawaban :

Dengan menggunakan rotameter.

Ketika aliran masuk ke dalam rotameter dan mengenai pelampung

yang berada di dalam rotameter tersebut, lalu pelampung tersebut

akan diam di satu titik.

Aliran Fluida

Documents

Transcript of Aliran Fluida