ENERGY LOSSES IN PIPESOleh :Tejo WachyudiSaridha Ariyani AgoestLisa MarianiBambang krisbiantoro

Pokok BahasanTujuanDasar TeoriMetodologiHasil dan PembahasanKesimpulanDaftar Pustaka

Tujuan PercobaanMempelajari head loss yang ditimbulkan oleh friksi dalam aliran air melalui pipa serta menentukan friction factor yang terjadi pada kecepatan aliran tertentu dan pada kedua jenis aliran, laminar dan turbulen.

Dasar TeoriPeralatan pengukur energi yang hilang dalam pipa terdiri dari suatu pipa test yang dipasang secara vertikal pada sisi peralatan yang mungkin dihubungkan langsung dengan tenaga hidrolik melalui hydraulic bench supply.Head loss yang terjadi di antara dua titik percabangan dalam pipa test diukur dengan menggunakan dua manometer yaitu manometer air dan manometer raksa.

Besarnya head loss (h) secara langsung dipengaruhi oleh perbedaan tekanan (loss) berdasarkan persamaan : ..(1) friction factor (f) untuk aliran laminar, dicari dengan persamaan :.(2)

Dalam aliran turbulen maupun laminar, selain bergantung pada faktor friksi juga bergantung pada Reynolds Number.Reynolds Number diperoleh dari persamaan : ..(3)

v adalah kecepatan rata-rata aliran, yang diperoleh dari kecepatan volumetrik (Qt) berikut:

..(4) Sedangkan aliran turbulen, persamaan yang digunakan adalah : ..(5)

Metodologi PercobaanA.Alat yang Digunakan dan Deskripsi AlatAlat-alat yang digunakan adalah :peralatan pipe frictionstopwatch thermometer spirit level silinder pengukurgelas beakergelas ukur wadah penampung air

Deskripsi Alat

Keterengan gambar : 1. Air bleed screws2. Pressure tapping3. Test section4. Water over mercurymanometer with scale5. Pressure Water manometer6. Pressure tapping7. Flow control valve8. Inlet pipe to constanthead tank9. Adjustable feet10.Inlet pipe to test section12222229

B. BahanBahan yang digunakan adalah air.

C. Prosedur Percobaan1). Kecepatan Alir Tinggi a. Setting- up Alat Pastikan Test Rig Outlet tube terletak diatas bench collection tank dan harus ada tempat yang cukup untuk meletakkan silinder pengukur.Test rig inlet pipe dihubungkan ke hydraulics bench flow convector dengan kondisi pompa dimatikan.Bench gate valve ditutup, test rig flow control valve dibuka sepenuhnya dan pompa dihidupkan. Lalu, gate valve dibuka dan system ini dijalankan sampai semua udara terbuang (dikeluarkan).Hoffman clamps dibuka dan sisa udara dikeluarkan dari dua bleed points di bagian atas manometer Hg.

b. Pengambilan Data PercobaanHoffman clamps dipasang pada tiap tabung manometer Hg. flow control valve pada test rig ditutup dan manometer Hg dibaca pada skala nol.flow control valve dibuka hingga putaran (bukaan pertama), waktu pengumpulan air ditentukan yaitu 30 s, 45 s, dan 60 s. Percobaan dilakukan sebanyak tiga kali untuk masing-masing waktu. Volume dan temperatur fluida yang terkumpul diukur, kemudian ditentukan kecepatan alirannya.Saat flow control valve dibuka, head loss (hHg) yang ditunjukkan oleh manometer dibaca.Prosedur diulangi untuk bukaan valve selanjutnya (, , dan bukaan penuh).

2). Kecepatan Aliran Rendaha. Setting- up Alat Ketika semua udara sudah dikeluarkan, bench valve ditutup dan kedua Hoffman clamps dilepaskan.Bench supply tube dihubungkan ke header tank inflow. Pompa dihidupkan dan bench valve dibuka supaya ada aliran. Ketika outflow terjadi dari header tank snap connector, test section supply tube dipasang tidak ada udara yang tertinggal.Ketika outflow terjadi dari header tank overflow, outflow control valve dibuka sepenuhnya.Vent udara dibagian atas manometer air dibuka dengan hati-hati, udara dibiarkan masuk sampai level skala pada manometer mencapai ketinggian yang stabil, kemudian vent udara ditutup. Jika diperlukan, control level selanjutnya bias dicapai dengan menggunakan hand pump untuk menaikkan tekanan udara manometer.

b. Pengambilan Data Percobaan Prosedur pada kecepatan alir tinggi diulangi tapi dengan menggunakan manometer air.

Hasil dan PembahasanA. Data PengamatanTabel 6.1 Hasil Pengamatan Pada Kecepatan Aliran Tinggi

NoBukaaan Flow Control ValveL (m)d (m)V rata-rata (m3)Waktu (s)T air (oC)h1 rata-ratah2 rata-rata

h (m)

1 1/ 4 0.50.0031.1433.10-430270.3030.2970.00620.50.0031.6333.10-445270.30230.2960.006330.50.0032.21.10-460270.3020.2950.0074 1/2 0.50.0031.86.10-430270.30860.290.018650.50.0032.7733.10-445270.3110.290.02160.50.0033.653.10-460270.3110.2890.0227 3/4 0.50.0032.32.10-430270.3170.2850.03280.50.0033.483.10-445270.3170.2840.03390.50.0034.63.10-460270.3170.2840.0331010.50.0032.4067.10-430270.3190.2820.037110.50.0033.67.10-445270.31860.2820.0366120.50.0035.53.10-460270.32060.2810.04

Tabel 6.2 Hasil Pengamatan Pada Kecepatan Aliran Rendah

NoBukaaan Flow Control ValveL (m)d (m)V rata-rata (m3)Waktu (s)T air (oC)h1 rata-ratah2 rata-ratah (m)1 1/ 4 0.50.0030.8267.10-430270.3090.2480.06120.50.0031.2033.10-445270.30830.2470.06130.50.0031.61.10-460270.3080.2470.0614 1/2 0.50.0031.4167.10-430270.3270.220.10750.50.0032.09.10-445270.3280.2180.1160.50.0032.767.10-460270.3280.2180.117 3/4 0.50.0031.683.10-430270.3840.1530.23180.50.0032.523.10-445270.3840.1520.23290.50.0033.323.10-460270.3840.1520.2321010.50.0031.79.10-430270.3920.1420.2504110.50.0032.303.10-445270.3930.1410.252120.50.0033.51.10-460270.3930.140.253

B. Pembahasan1). Kecepatan Alir TinggiPengukuran tekanan pada kecepatan aliran tinggi menggunakan manometer raksa. Kecepatan aliran air dapat dilihat dari besarnya bukaan pada flow control valve. Semakin besar bukaan flow control valve maka volume air tertampung semakin banyak dan head loss yang terjadi juga semakin besar.

Hubungan head loss dan volume dalam bentuk logaritma dapat dilihat lebih jelas pada grafik di bawah ini :

Grafik 6.1 Hubungan antara log V dengan log H pada kecepatan aliran tinggi

Grafik 6.2 Hubungan antara Reynolds Number dengan faktor friksi pada kecepatan aliran tinggiFaktor friksi berbanding terbalik dengan velocity. Semakin besar faktor friksi, maka velocity aliran fluida semakin lambat. Lambatnya aliran fluida dipengaruhi oleh gaya viskos. Semakin besar gaya viskos, Reynolds Number akan semakin kecil.

1). Kecepatan Alir RendahPengukuran tekanan pada kecepatan aliran rendah menggunakan manometer air. Hubungan head loss dan velocity dalam bentuk logaritma dapat dilihat lebih jelas pada grafik di bawah ini :Grafik 6.3 Hubungan antara log V dengan log H pada kecepatan aliran rendah

Hubungan antara Reynolds Number dengan faktor friksi tersebut dapat dilihat pada grafik di bawah ini :Grafik 6.4 Hubungan Reynolds Number dengan faktor friksi pada kecepatanaliran rendah

Kesimpulan1.Head loss berbanding terbalik dengan friction factor.2.Head loss tertinggi pada percobaan kecepatan aliran tinggi terjadi pada waktu 60 detik dan flow control valve dibuka penuh (1 putaran) yaitu sebesar 0,04 m dan pada kecepatan aliran rendah terjadi pada bukaan flow control valve 1 putaran dengan waktu 60 detik sebesar 0,253 m.3.Faktor friksi tertinggi pada kecepatan aliran tinggi yaitu pada bukaan flow control valve 1 putaran dengan waktu 45 detik sebesar 0,03961 dan pada kecepatan aliran rendah yaitu pada bukaan flow control valve putaran dengan waktu 45 detik sebesar 0,04813.

DAFTAR PUSTAKAAnonim, 2007, Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia 1, Team Dosen Teknik Kimia FT UNLAM, Banjarbaru.

Dake, J. M. K., 1985, Hidrolika Teknik, Erlangga, Jakarta.

Geankoplis, J. C., 1983, Transport Process and Unit Operation, 2nd edition, Allyn and Bacon, Inc, Massachusset.

http :// www. armfield. co. uk / F1. 18 datasheet. html

Sekian dan Terima Kasih