MODUL H-07KEHILANGAN TEKANAN (ENERGI) PADA ALIRAN DALAM PIPA

MELALUI LENGKUNGAN, PERUBAHAN PENAMPANG DAN KATUP

TUJUANMenentukan Koefisien Kehilangan Energi dari lengkungan, perubahan

penampang, dan katup pada pipa

DATA PERCOBAAN H-07Flowrate

(LPM)V (m3) T (s) Q (m3/s) Mitre Enlargement

h1 (m) h2 (m) h2 (m) h3 (m)

5 0.00031 4.9 6.33E-05 0.11 0.106 0.106 0.106

7.5 0.00048 4.9 9.8E-05 0.125 0.116 0.116 0.118

10 0.00054 3.97 0.000136 0.125 0.11 0.11 0.113

12.5 0.00077 4.19 0.000184 0.139 0.113 0.113 0.12

15 0.00089 3.88 0.000229 0.206 0.167 0.167 0.175

Contraction Long Bend Short Bend 45° Elbow

h3 (m) h4 (m) h4 (m) h5 (m) h5 (m) h6 (m) h6 (m) h7 (m) h7 (m) h8 (m)

0.106 0.105 0.105 0.093 0.093 0.064 0.064 0.012 0.012 0.017

0.118 0.113 0.113 0.093 0.093 0.075 0.075 0.031 0.031 0.037

0.113 0.102 0.102 0.079 0.079 0.07 0.07 0.029 0.029 0.038

0.12 0.101 0.101 0.08 0.08 0.066 0.066 0.023 0.023 0.04

0.175 0.144 0.144 0.127 0.127 0.109 0.109 0.049 0.049 0.074

Pressure (kg/m2) V (m3) T (s)

175.8087 0.00029 10.03

351.6174 0.00035 9.91

527.4262 0.00039 9.91

703.2349 0.00043 9.84

879.0436 0.00049 9.93

PENGOLAHAN DATA H-07

1. Hubungan head loss dan kuadratik kecepatan aliran

Keterangan : : Perbedaan Tinggi Pipa Mutlak : Koefisien Kehilangan Energi

: Kecepatan Aliran yang Tinggi: Percepatan Gravitasi (9.81 m/s2)

-Persamaan akan dianalisa dengan menggunakan metode least square

-Maka nilai k dapat diperoleh dengan cara

-NILAI KOEFISIEN KORELASI

LENGKUNG MITRE & ENLARGEMENT

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

f(x) = 0.074937938937027 xR² = 0.997698054125864

Grafik Hubungan v2 dengan ∆ ℎ

∆hLinear (∆h)

v2 (m/s)2

∆

ℎ(m

)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.007

0.008

0.009f(x) = 0.0165730557217878 xR² = 0.975570007593488

Grafik Hubungan v2 dengan ∆ ℎ

∆hLinear (∆h)

v2 (m/s)2

∆

ℎ(m

)

LENGKUNG CONTRACTION & LONG BEND

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

f(x) = 0.0572396529166674 xR² = 0.998150415097063

Grafik Hubungan v2 dengan ∆ ℎ

∆hLinear (∆h)

v2 (m/s)2

∆

ℎ(m

)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025f(x) = 0.0513737850996849 xR² = 0.655105441520609

Grafik Hubungan v2 dengan ∆ ℎ

∆hLinear (∆h)

v2 (m/s)2

∆

ℎ(m

)

LENGKUNG SHORT BEND & 45°

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

f(x) = 0.0424546076020172 xR² = 0.456754428968377

Grafik Hubungan v2 dengan ∆ ℎ

∆hLinear (∆h)

v2 (m/s)2

∆

ℎ(m

)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07f(x) = 0.135795866705762 xR² = 0.701165346418102

Grafik Hubungan v2 dengan ∆ ℎ

∆hLinear (∆h)

v2 (m/s)2

∆

ℎ(m

)

LENGKUNG ELBOW

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

f(x) = 0.0483051041777183 xR² = 0.988885325171241

Grafik Hubungan v2 dengan ∆ ℎ

∆hLinear (∆h)

v2 (m/s)2

∆

ℎ(m

)

2. Hubungan head loss dan kuadratik kecepatan aliran

- Nilai b

- KOEFISIEN KORELASI

Tabel Perbandingan Nilai Koefisien Kehilangan Energi Percobaan dengan Literatur

No. Jenis Penampang Nilai k Percobaan Nilai k Literatur Kesalahan Relatif

1 Lengkung mitre 1.470 1.27 15.748 %

2 Lengkung Enlargement 0.3257 0.27 20.627 %

3 Lengkung Contraction 1.123 0.89 26.185 %

4 Lengkung Long Bend 1.008 0.50 101.6 %

5 Lengkung Short Bend 0.834 0.56 48.93 %

6 Lengkung 45° 2.664 1.22 118.39 %

7 Lengkung Elbow 0.9476 0.85 11.98 %

Tabel Nilai Koefisien Korelasi Hubungan Kehilangan Energi dan Kuadratik Kecepatan Aliran

No. Jenis Penampang Nilai Koefisien Korelasi

1 Lengkung mitre 1.064

2 Lengkung Enlargement 0.9768

3 Lengkung Contraction 0.9557

4 Lengkung Long Bend 2.902

5 Lengkung Short Bend 1.607

6 Lengkung 45° 4.060

7 Lengkung Elbow 1.142

3. Hubungan antara tekanan (P) dengan kecepatan (V)

Untuk x = v2

Perhitungan Least Square

Untuk x = v

Perhitungan Least Square

• Maka nilai k dapat diperoleh dengan cara

Nilai Koefisien Korelasi

Hasil Percobaan 3

0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 0.022 0.024 0.0260

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

f(x) = 44546.084271018 x − 192.621704640948R² = 0.991026662880844

Grafik Hubungan v2 dengan ∆ ℎ

PLinear (P)

v2 (m/s)2

∆

ℎ(m

)

KESIMPULAN

• Koefisien kehilangan energi dapat ditentukan melalui hubungannya dengan kecepatan aliran dan memiliki nilai yang berbeda di setiap lengkungan

• Hubungan antara koefisien kehilangan energi dan kecepatan aliran dapat ditentukan dengan koefisien korelasi dimana dalam kasus praktikan, lengkung yang memiliki hubungan yang kuat adalah lengkung miter, lengkung enlargement, lengkung contraction dan lengkung elbow.

• Hubungan grafik pada hubungan kehilangan energi dengan kuadrat kecepatan aliran bersifat konstan / linear.

• Nilai koefisien kehilangan tekanan dalam praktikum ini adalah 89.092 dengan kesalahan 82 % dari literatur.

• Hubungan antara tekanan dengan kuadrat kecepatan bersifat konstan / linear terbukti dari nilai koefisien korelasinya yang mendekati satu.

APLIKASI

• Menghitung kehilangan energi pada analisa pompa dan turbin• Menghitung kecepatan aliran air dalam pipa dengan lebih presisi• Menghitung tekanan air pada pipa pada rumah

REFERENSI

• Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia. 2009. Modul Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika. Depok: Laboratorium Hidrolika,Hidrologi dan Sungai.

• Potter, Merle C & Wiggert, David C. 1997. Mechanics of Fluids Second Edition. Pretince-Hall International, Inc.