1

LAPORAN

FLOW SIMULATOR

GRUP E1. ARES

2. DANI M

3. IMAM BP

4. INDIANA P

TRAINING CENTERWORK HARD, WORK SMART, HAND IN HAND©

2

FLOW SIMULATOR

1. Tujuan Pelatihan Kerja

a. Mengetahui perubahan daya tekan aliran setelah melalui valve

b. Mengetahui perubahan daya tekan aliran setelah melalui venturi.

c. Mengetahui perubahan daya tekan aliran setelah melalui pipa U dan Double T

d. Mengetahui perubahan daya tekan aliran setelah melaui throttle.

e. Mengetahui perubahan daya tekan aliran setelah melaui fitting.

2. Peralatan dan Bahan

Peralatan :

a.Unit Flow Simulator 1 set

b. Stop watch 1 buah

c. Gelas Ukur 2 Liter 2 buah

Bahan : Air

3. Dasar Teori

Tujuan percobaan Flow Simulator ini adalah untuk mempelajari sifat- sifat dari fluida,

seperti kehilangan energi akibat gesekan dari suatu sistem perpipaan beserta

perlengkapan- perlengkapannya dengan mempelajari hubungan- hubungan antara

komponen- komponen yang terdapat dalam sistem perpipaan tersebut, dengan

berdsarkan pada neraca massa dan energi.

Kelakuan fluida merupakan hal penting terhadap suatu proses teknik pada umumnya

dan sebagai dasar untuk mempelajari unit operations.

Penangan fluida adalah aktivitas yang sangat penting pada sebagian process plant.

Dalam menangani bahan- bahan proses disuatu pabrik, dapat digunakan berbagai cara

perpindahan. Untuk bahan yang berupa fluida atau yang dapat diperlakukan sebagai

fluida salah satunya adalah dengan cara mengalirkan bahan yang bersangkutan melalui

saluran tertutup yang umumnya mempunyai penampang lingkaran yang disebut pipa .

3

Pipa dapat dibuat dari besi, baja, tembaga, plastik dll. Rangkaian - rangkaian sarana

perpipaan beserta perlengkapannya yang terstrukturkan sedemikian rupa shingga dapat

mengakomodasikan perpindahan fluida disebut sistem perpipaan.

Perlengkapan- perlengkapan yang dimaksud dalam sistem perpipaan sering dikenal

sebagai alat- alat transportasi fluida, seperti pompa, valve, fitting dsb.

Sifat fisis dari fluida dapat didefinisikan berdasarkan :

- Tekanan

- Temperatur

- Densiti

- Viskositas

Berdasarkan pengaruh tekanan terhadap volumenya, fluida dapat digolongkan menjadi

2 golongan :

- Compressible fluid (fluida termampatkan)

- Incompressible fluid (fluida tak termampatkan)

Dalam hal ini yang akan dibicarakan hanya menyangkut incompressible fluid

Transportasi fluida dalam suatu sistem perpipaan akan mengikuti hukum :

a. Hukum Kekekalan Massa

Untuk fluida yang incompressible : massa masuk = massa keluar

Volume masuk = volume keluar

Atau V1A1 = V2A2…………………………….(1)

Persamaan diatassering dikenal dengan persamaan kontinuitas

b. Hukum Kekekalan Energi

Untuk perpindahan fluida dalam sistem perpipaan berlaku sbb :

Persamaan di atas dapat jika dinyatakan dalam energi persatuan massa akan diperoleh

persamaan sebagai berikut :

(energi dalam + energi potensial + energi kinetik + energi tekanan )1 = (energi dalam +

energi potensial + energi kinetik + energi potensial)2 + energi kerja + energi panas +

energi hilang akibat gesekan.

4

Head Fluida

Tekanan dapat ditunjukan dalam berbagai satuan seperti, psia, dyn/cm2, atm, bar dsb.

Meskipun begitu orang juga sering mengekspresikan tekanan dalam bentuk Head dari

fluida tertentu dengan satuan dalam (m).

Ketinggian atau head (m) dari suatu cairan tertentu akan sama dengan tekanan yang

diwakilinya.

Contoh konversi tekanan terhadap head fluida

Bila ada tekanan sebesar 1 atm (101.325 N/m2) maka tekanan ini dapat dirubah dalam

bentuk head fluida, misalnya

1. Rubah dalam bentuk head air (m) pada 40C

2. Rubah dalam bentuk head air raksa (m) pada 00C

Jawab

Head air (m) berat jenis air pada 40C = 1000 kg/m3

Head air raksa (m) berat jenis air raksa pada 00C = 13,5955 kg/m3)

Untk tekanan yang sama dari fluida yang sama maka persamaan (3) dapat ditulis :

5

Fluid Friction ( Gesekan Fluida )

Aliran fluida selalu bergesekan dengan tempat dimana fluida tersebut mengalir.

Besarnya gesekan ini sangat tergantung kepada beberapa faktor, antara lain:

Kecepatan fluida, v

Faktor gesekan, f

Sifat sifat fluida, densiti, viskositi dll.

Gesekan dalam pipa ;

F = 4

2

2fL

D

v

dimana: f = faktor gesekan fanning

L = panjang pipa

D = diameter pipa

v = kecepatan aliran fluida

f untuk aliran laminer = 16

NRe , 0 < Nre 2100

f untuk aliran turbulen = 0 040 16

.

Re.N

, Nre > 3000

Dimana Nre adalah bilangan Reynold dengan definisi = D

= berat jenis fluida

v = kecepatan aliran fluida

6

= viscositas fluida

Gesekan pada kontraksi

Perubahan ukuran diameter pipa dari diameter besar ke diameter kecil. Rumus yang

berlaku

harga = 1 bila aliran turbulen, dan 0,5 bila aliran laminer

Gesekan pada ekspansi

Perubahan ukuran pipa dari diameter kecil ke diameter besar

harga = 1 bila aliran turbulen, dan 0,5 bila aliran laminer

Gesekan pada Fitting dan Valve

Harga Kf dapat dilihat dari tabel berikut ini :

7

Sambungan

/valve

Kf (turbulen) Kf(laminer)

50 100 200 400 1000

Elbow 450 0,35

Elbow 900 0,75 17 7 2,5 1,2 0,85

Tee 1 9 4,8 3,0 2,0 1,4

Return bend 1,5

Coupling 0,04

Union 0,04

Gate valve :

Wide open

Half open

0,17

4,5

Globe valve :

Wide open

Half open

6,0

9,5

28 22 17 14 10 6,0

Mengukur beda tekanan dengan Manometer U

Manometer pipa berfungsi sebagai pengukur beda tekan antara dua titik dalam sistem

aliran fluida.

Rumus yang berlaku adalah :

PB

Z

RFluida A

Fluida B

PA

8

4. Cara Melakukan Latihan Kerja

A. Kalibrasi Rotameter

1. Periksa bahwa tangki air dan Filter dalam keadaan bersih

2. Pastikan bahwa semua valve tertutup.

3. Isi tangki (T-04) dengan air sampai hampir penuh.

4. Buka penuh (Full Open) valve No (V-4),( V- 5) dan (V-13).

5. Buka penuh suction pompa (V-1), buka penuh/Full open jalur minimum Flow

(V-3) dan start pompa sentrifugal diikuti buka secara bertahap discharge gate

valve (V-2) kira kira 25 %

6. Atur gate valve V-2 dan V-3 sehingga skala rotameter menunjukkan 6.

7. Setalah aliran stabil tamping air yang keluar dan pada saat yang bersamaan,

catat waktu mulai dan selesai menampung.

8. Ulangi prosedur 5 dan 6 untuk skala yang lain dengan mengatur valve No v-2

9. Lanjutkan latihan B

B. Aliran pada Gate valve ¾ “

1. Buka valve (V-12) dan (V-10) ,buka (V-11) Gate valve ¾ “

2. Tutup Valve (V-4) dan (V-5)

3. Atur gate Valve (V-2) sehingga laju alirannya pada skala rotameter maksimum.

4. Ukur beda tekanan pada Gate valve ¾” dengan membuka valve (L-2) dan (L-

16).

5. Ukur beda tekanan pada Reducer dengan membuka (L-2) dan (L-17)

6. Ukur Beda tekanan pada Ekspansi dengan valve (L-4) dan (L-15).

7. Ulangi prosedur 3 sampai 6 untuk laju alir pada skala rotameter 3 dan 5

8. Tutup semua valve (L) kemudian lanjutkan dengan latihan C.

C. Aliran Fluida melalui Venturi

1. Buka valve(V-8) dan (V-9)

2. Tutup valve (V-12) dan (V-10)

9

3. Atur laju aliran dengan Gate valve (V-2) sehingga laju alirnya pada skala

Rotameter

maksimum.

4. Ukur dan Catat beda tekanannya dengan membuka valve (L-5)dan (L-14)

5. Ulangi prosedur 3 dan 4 untuk laju alir pada skala rotameter 3 dan 5.

6. Tutup semua valve (L) kemudian lanjutkan latihan D.

D. Aliran Fluida melalui Double T dan Pipa U

1. Buka valve (V-7)dan (V-6)

2. Tutup valve (V-8) dan (V-9)

3. Atur laju alirnya dengan gate Valve (V-2) sehingga laju alirnya pada skala

rotameter

maksimum.

4. Ukur beda tekanan pada Double T dengan membuka valve (L-6) dan (L-13).

5. Ukur beda tekannan pada pipa U dengan membuka valve merah (L-7)dan (L-

12).

6. Ulangi prosedur 3 sampai 5 untuk laju alir pada skala rotameter 3 dan 5.

7. Tutup semua valve (L).

E. Aliran Fluida Melalui Throttle

1. Buka penuh valve (V-4) dan (V-5)

2. Tutup valve (V-7) dan (V-6)

3. Atur laju alirnya dengan gate valve (V-2) sehingga laju alirnya pada skala

rotameter

maksimum.

4. Ukur beda tekanan pada Throttle dengan membuka valve (L-11) dan (L- )

5. Ulangi prosedur 3 dan 4 untuk laju alir pada skala rotameter 3 dan 5

6. Tutup semua valve (L) kemudian lanjutkan Pelatihan F.

F. Aliran Fluida Melalui Fitting pipa

10

1. Buka penuh valve (V-12),(V-11),(V-10)

2. Tutup (V-4) dan (V-5)

3. Atur laju alirnya dengan gate valve (V-2) sehingga laju alirnya pada skala

rotameter

Maksimum.

4. Ukur beda tekanan dengan membuka valve (L-4) dan (L-17)

5. Ulangi prosedur 3 dan 4 untuk laju alir pada skala rotameter 3 dan 5.

6. Tutup secara perlahan –lahan discharge (V-2) sampai full close, Stop pompa

sentrifugal.

5. DATA

Kalibrasi Rotameter

Percobaan WaktuFlow Rotameter (L/H)

600 700 800 900 10001 5 detik 1.7 2.05 2.25 2.5 2.752 5 detik 1.7 2.08 2.27 2.55 2.7

Rata-Rata 1.7 2.065 2.26 2.525 2.725Flow (Liter/detik) 0.34 0.431 0.452 0.505 0.545

Percobaan Manometer

Hambatan PA Input PB Output Flow ∆ PReducer 0.5 4 500 3.5Gate Valve 30 38 600 8Expantion 28 30 550 2Venturi 7 12 550 5U Tube 10 13 500 3Double T 7 14 500 7Throtel 2 6 600 4

Flow 600 L/Jam

Q (Laju Air) L/Jam 600

Beda TekananHead V

M/JamNRE ∆ Aliran Kf Hf J/Kg ID

P1 P2 ∆ P

11

Gate Valve 30 31 1 12.584 2,106.16 76,772.62 Turbulen 0.17 377,052.82 3/4Venturi 7 12 5 62.922 526.54 38,386.31 Turbulen 0.44 60,993.84 1 1/2Double T 7 14 7 88.091 1,184.71 57,457.46 Turbulen 0.45 315,799.06 1 Pipe U 10 13 3 37.753 1,184.71 57,457.46 Turbulen 1.15 807,042.05 1 Throttle 2 6 4 50.338 526.54 38,386.31 Turbulen 1 138,622.36 1 1/2Reducer 0.5 4 3.5 44.045 2,106.16 76,772.62 Turbulen 0.83 1,840,904.94 3/4Expantion 28 30 2 25.169 2,106.16 76,772.62 Turbulen 1 2,217,957.79 3/4

6. PERHITUNGANPerhitungan (Flow L/H)

Flow = 600 L/jam

Mencari Head

= 12.584 cm

Mencari Reynold Number

12

= 76,772.62 (Turbulen)

Mencari Head Friksi

= 0.17

= 377,052.82 m2/Jam2

7. GAMBAR

8. PEMBAHASAN

Dalam praktikum Flow Simulator perbandingan ∆ P semakin besar pipe makan

semakin kecil pressure yang di dapat, karena di pengaruhi luas penampang di

dalam pipe, dengan flow yang sama. Ada beberapa hal komponen yang juga

13

menghambat aliran flow seperti, gate valve. Ventri, pipe U, double T, throttle,

reducer, expantion dan fitting.

Pada saat kalibrasi rotameter hasil praktikum tidak sesuai dengan teori, contoh

pada saat flow menunjuk angka 500 m3/h di rotameter, flow manual di dapat

0.34 L/detik, ini di karenakan adanya beberapa hambatan, seperti elbo, fitting,

valve dll.

9. KESIMPULAN

1. Pressure dalam suatu rangkain yang melewati jalur pipa dengan venture akan

berbeda.

2. Semakin penampang maka semakin kecil friksi.

3. Setelah dilakukan perhitungan dapat di simpulkan bahwa flow simulator

sebagian besar mengalir secara Laminer.

10. SARAN

Manometer pada flow simulator tidak bekerja secara maksimal.

Indikasi pada semua valve jelas mohon untuk penomerannya dilengkapi.

Di sediakan valve realis untuk manometer.

Drain untuk bak penampung out dari pompa harus disediakan supaya

mempermudah cleaning.

Gate valve untuk line atas tidak bias berfungsi (posisi open full).

11. DAFTAR PUSTAKA

Modul Basic Chemical Training Center

Modul Training Center Praktikum