BAB II FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL...

FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS

LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2016/2017

BAB II


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



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



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).



(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)



(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



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.


Gambar terlampir (Gambar 4-1)

(3) PELAKSANAAN PENGUJIAN

1. PERSIAPAN






mensirkulasi air.


dari jaringan pipa.

2. PENGUKURAN


debit aliran dapat dilihat dari Rotameter.

2. Buka katup (gate valve, glove valve, dan cock) dalam keadaan bukaan penuh.


4. Buka katup ventilasi atas manometer air.




katup yang yang diinginkan dan seterusnya.




2


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)


a. Laju aliran perdetik – Q1 (m3/detik)

Q Q

x10 3 1

3,6


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


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




(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



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.


Gambarnya terlampir (Gambar 4-1)

(3) PELAKSANAAN PERCOBAAN

1. PERSIAPAN






mensirkulasi air.


dari jaringan pipa.

2. PENGUKURAN


debit aliran dapat dilihat dari Rotameter.


3. Buka katup ventilasi manometer air.




katup yang yang diinginkan dan seterusnya.


6. Akhir dari pengujian, tutup semua katup dan matikan power switch (OFF).




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)


a. Laju aliran per-detik – Q1 (m3/detik)

Q Q

x10 3 1

3,6


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



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


g. Kecepatan air dalam pipa – V (m/s)

V Q /

d 2

1 4


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



(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

BAB II FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL...

Documents

Transcript of BAB II FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL...