BAB I
DUCTING
I. PENDAHULUAN
i. Tujuan Praktikum
Pengujian pada instalasi ini bertujuan untuk menunjukkan cara – cara
pengukuran tekanan total dan tekanan statik dan tekanan dinamik, kecepatan dan
laju aliran volume serta distribusi kecepatan aliran udara pada saluran.
(Asisten Laboratorium Fenomena Dasar. Job Sheet Praktikum Fenomena Dasar
2010, hal 7)
ii. Prinsip Kerja Ducting
Udara didistribusikan dengan menghubungkan bagian saluran tunggal
yang menyusun sistem ducting. Konfigurasi sistem ducting sering terlihat
menyerupai pohon dengan cabang yang terkoneksikan ke unit terminal dan
sistem ducting serta fan yang terletak di pangkal instalasi. Dari topologi, ducting
termasuk jaringan pohon /tree network. Realitanya, ductwork membentuk
double tree network karena fan terletak di tengah supply dan mengembalikan
udara di luar sistem. Ductwork merupakan saluran kerja yang akan menentukan
efisiensi pada suatu sistem ducting. Sambungan T, crosses, atau transisi
biasanya menghubungkan duct sections.
Salah satu persyarataan penting design sistem ducting adalah pressure
balancing. Tekanan sistem akan balance ketika tekanan fan sama dengan
penjumlahan penurunan tekanan melalui tiap cabang. Interpretasi yang berbeda
dari pressure balancing adalah penurunan tekanan perlu diseimbangkan pada
tiap persimpangan/junction. Jika penjumlahan penurunan tekanan didalam
cabang tidak sama dengan tekanan fan, sistem ducting akan secara otomatis
mendistribusikan kembali udara secara otomatis, yang akan berakibat aliran
udara tidak sesuai dengan rencana.
1
Duct system
Mendistribusikan udara yang telah terkondisikan.
Menyediakan ventilasi
Menghasilkan noise
Mempengaruhi kenyamanan
Mempengaruhi kualitas udara di dalam ruangan
Mendesain sistem duct berarti menentukan ukuran duct dan memilih
sambungan dan fan. Menentukan ukuran duct tidak sama seperti menghitung
penurunan tekanan. Seperti terlihat pada gambar dibawah, fungsi utama ducting
adalah mendistribusikan conditioned air ke dalam ruangan.
Duct Sizing adalah ukuran duct untuk menghitung penurunan tekanan didalam
saluran duct.misalnya pada duct persegi dengan rumus :
Deq=4 x luas panampang
perimeter=
4( πD2
4 )πD
=D
Duct Optimation adalah Optimasi saluran udara yang menyangkut harga-harga
saluran dan instalasi, penyekat, peredam suara, energy penggerak kipas dan
ruang yang dipakai. Dimana tujuannya untuk meminimumkan biaya.
Gambar 1.1 Sistem Ducting pada Sistem AC
Pada pengujian ini arus aliran terjadi oleh tarikan kipas (fan) yang
terletak pada ujung kanan mesin. Selama udara mengalir terjadi tekanan total
2
dan tekanan statis pada saluran. Perbedaan tekanan ini digunakan untuk
menentukan kecepatan aliran serta laju aliran volume udara.
Biaya total = C = biaya awal + biaya operasi selama dipakai
Besar kecepatan aliran ini menentukan jenis aliran, yaitu aliran laminar
atau turbulen.Turbulensi yang terjadi dalam aliran akibat tingginya kecepatan
aliran dapat memperbesar bilangan Reynold dan bilangan Nusselt yang
kemudian meningkatkan perpindahan panas secara konveksi. Namun, semakin
tinggi kecepatan aliran berarti waktu kontak kedua fluida semakin singkat.
Berangkat dari kondisi ini, disusun hipotesa bahwa kenaikan kecepatan aliran
akan meningkatkan efektivitas suatu alat hingga pada suatu harga tertentu, dan
kemudian efektivitas tidak naik lagi melainkan turun. Pada penelitian ini akan
dilihat bagaimana pengaruh kenaikan kecepatan aliran terhadap efektivitas alat..
(Asisten Laboratorium Fenomena Dasar. Job Sheet Praktikum Fenomena Dasar
2010, hal 7)
Didalam pipa yang diletakkan mendatar, dialiri cairan dengan tekanan P1
(dipompa), kerapatan cairan Q dan kecepatan c1.
Gambar 1.2 Tabung Pitot Tube
Ketika cairan sampai di penampang akan bentrok dengan rintangan di
titik 2. Disini aliran cairan akan berhenti c2 = 0, melewati titik bentrok di
rintangan 2 dibuat garis referensi N….N, maka z1 = z2 dan persamaan spesifik
energi Bernoulli menjadi
p1
Q+
c12
2=
p2
Q
3
Dititik bentrok cairan dan rintangan 2 tekanannya lebih tinggi dari pada
tekanan cairan disekitarnya, sebab energi kecepatan di titik tersebut diubah
menjadi energi tekanan.
Gambar diatas menunjukkan bahwa yang bertindak sebagai rintangannya
adalah suatu pipa yang dibengkokkan siku-siku dan kedua ujungnya terbuka,
salah satu sisinya ditempatkan sedemikian rupa hingga kedudukannya melawan
arah aliran zat cair. Yang lainnya adalah suatu pipa yang terbuka ujung-
ujungnya dan dipasang sedemikian rupa pada dinding saluran supaya kecepatan
aliran zat cair tidak mempengaruhinya.
Yang terlihat pada gambar adalah hasil pengukuran dan penjelasannya,
dari sini didapat selisih kedua ketinggian h2 dan h1 yang besarnya sama dengan
kecepatan aliran zat cair di dalam saluran, diperoleh persamaan umum kecepatan
aliran
c=√2 g .h(Fritz Dietzel, 5-6)
Pada saat sekarang ini banyak aplikasi didalam kehidupan sehari-sehari
yang menggunakan prinsip kerja ducting. Seperti halnya pada mal-mal yang
menggunakan AC Center (terpusat) yang dalam pembagian udara dari AC
tersebut menggunakan prinsip kerja yang sama dengan percobaan ducting pada
saat praktikum, yaitu menggunakan cerobong dalam distribusi udaranya, dan
menggunakan fan atau kipas axial untuk mendorong udara tersebut. Selain itu
pada dapur rumah-rumah modern yang menggunakan hexos untuk menyedot
asap ataupun uap hasil pembakaran dari masakan. Prinsip kerja hexos ini juga
sama dengan prisip kerja ducting, namun bedanya dari AC tadi adalah
kebalikannya, karena fungsi dari hexos ini untuk menyedot udara.
4
Gambar 1.3 (a) Hexos (b) Econet
Contoh lainnya adalah econet. Econet merupakan suatu fungsi sistem
pengendali udara didalam eu (alat pengendali udara). didalam konsep econet
semua fungsi energi seperti pengendali panas, pemanasan dan pendinginan
digabungkan kedalam satu sirkuit umum. keuntungan dari system ini adalah
tidak ada kebocoran aliran udara antara udara masuk dan keluar. unit pemasukan
dan pengeluaran udara dapat dipisahkan satu sama lain, memberi angka
pengendalian panas dan unit penanganan yang lebih mudah. alat ini dapat
digunakan untuk pengendalian suhu baik didialam dan diluar dengan air flow
range sebesar 0.5 sampai 34 m3/s.
iii.Rumus Perhitungan
Pengukuran Tekanan Total dan Tekanan Statik
Dari persamaan Bernoulli:
P . v+12
mV 2+mgh=constant
P+ gg
12
ρ V 2=constant
PS+γ .V 2
2g=Pt
Pv=P t+ PS
dimana : Pv = Tekanan dinamis (perbedaan antara tekanan total dan tekanan
statik yang menghasilkan tekanan yang disebabkan oleh aliran fluida)
5
Pt = Tekanan Total (tekanan yang diperlukan untuk memberikan aliran secara
isentropic)
Ps = Tekanan Statik (tekanan yang besarnya sama pada suatu titik dalam segala
arah dan tidak bergantung pada orientasinya, apabila fluida dalam keadaan
setimbang)
a. Penentuan kecepatan aliran udara
V=√ 2 g (P t−Ps )γ
dimana, V : kecepatan aliran fluida
: berat jenis fluida
g : percepatan gravitasi
untuk fluida kompresible, persamaan 2) perlu dikoreksi menjadi :
V= (1−C )√ 2 g (Pt−P s)γ
dimana C adalah faktor koreksi yang dapat ditentukan dari gambar 4. berikut
(ref. Mechanical measurement by thomas G. Beckwith). Pada pengujian ini
dianggap faktor koreksi C = 0, sehingga kecepatan aliran fluida (udara) dalam
ft/min adalah
V=1096 ,2√ Pv
γ
dimana Pv dan masing-masing dinyatakan dalam in H2O dan lb/ft3. sebaliknya
bila kecepatan aliran udara dinyatakan dalam m/sec, maka :
V=43 , 86√ Pv
γ
dimana Pv dinyatakan dalam in H2O dan dinyatakan dalam kg/m3.
Penyimpangan dengan kondisi standar (700 0F dan 29,92 Hg) dihitung dengan :
ρ=1 ,325. Pb(T+460 )
dimana ρ : massa jenis udara (lbm/Cu ft)
6
Pb : tekanan standar ( in Hg)
T : temperatur absolut ( 0F + 460 )
Hubungan massa jenis udara (ρ ) dan berat jenis udara (γ ) adalah :
γ=g x ρ dimana, g: percepatan gravitasi
b. Laju Aliran Volume
Laju aliran volume menyatakan gerakan fluida dengan volume tertentu persatuan
waktu
Q = V x A
Q = 3600 V A dimana : Q = Laju aliran volume dalam m3/jam
V = Kecepatan aliran udara dalam m/sec)
A = Luas Panampangf saluran dalam m2
II. ALAT DAN PROSEDUR PENGUJIAN
i. Bagian – bagian alat beserta fungsinya yang digunakan dalam praktikum
Pada saat pengujian di laboratorium Fenomena Dasar, menggunakan
Ducting seperti pada gambar alat uji saluran dibawah ini.
7
Gambar 1.4 Perangkat Uji Saluran Udara
Keterangan :
1. Bench
Yaitu tempat atau meja dimana alat kerja untuk pengujian ducting ditempatkan.
Gambar 1.5 Bench
2. Center duct section
Penampang melintang bagian pusat atau tengah ducting.
Gambar 1.6 Center Duct Section
8
3. Duct section A & B
Penampang melintang bagian A dan B.
Gambar 1.7 Duct Section A & B
4. Centrifugal fan
Kipas sentrifugal yang berfungsi untuk menarik aliran udara yang masuk melalui
bagian ujung ducting.
Gambar 1.8 Centrifugal Fan
5. Fan stater
Tombol yang digunakan untuk mnghidupkan kipas sentrifugal.
Gambar 1.9 Fan Stater
6. Throtle plate
Plat yang digunakan untuk mengatur bukaan udara yang keluar dari kipas
sentrifugal (damper).
9
Gambar 1.10 Throtle Plate
7. Pitot satik tube.
Alat sensor yang digunakan untuk mengukur tekanan total dan tekanan static yang
dihubungkan pada manometer.
Gambar 1.11 Pitot Static Tube
8. Transvering Mech
Alat yang digunakan untuk menggerakkan secara mekanis sensor dari pitot tube
sesuai dengan koordinat titik yang hendak diinginkan
Gambar 1.12 Transvering Mech
10
9. Three thermometer
Thermometer yang digunakan untuk mengukur temperature aliran udara.
Gambar 1.13 Three thermometer
10. Inclined vertikal manometer dan stands
Merupakan alat yang digunakan untuk mengukur tekanan, dengan satuan in H2O
Gambar 1.14 Manometer
11. Pressure conection
Saluran pipa yang digunakan sebagai penghubung antara sensor pengukur tekanan
(piezometer dan tabung piot) dengan manometer.
Gambar 1.15 Pressure conection
11
Low side High side
12. End duct section
Penampang pada bagian ujung ducting
Gambar 1.16 End duct section
13. Flow reduction screen
Plat yang digunakan untuk mengurangi aliran udara yang masuk pada ujung
ducting, dengan ukuran mesh tertentu.
Gambar 1.17 Flow reduction screen
14. Piezometer
Alat untuk mengukur tekanan statik.
Gambar 1.18 Piezometer
12
ii. Prosedur Pengujian
a. Pengukuran Tekanan Statik Piezometer (pengujian 1)
Untuk pengujian dengan piezometer ring, sebelumnya harus pipa-pipa
plastik pada dinding saluran prosedur sebagai berikut :
a. Sambung pipa pendek pada ssetiap dinding saluran (wall statik pressure
tap)
b. Pasang sambungan T (tee joint atau berbed tee) pada setiap pipa tersebut.
c. Hubungkan satu sama lain tiga buah pipa tersebut pada berbed tee
dengan sambungan pipa
d. Hubungkan dua sisi dari berbed tee yang terbuka dengan berbed tee lain
(berbed kelima).
e. Bagian dario berbed tee terakhir yang tersebut ini selanjutnya
merupakan piezometer ring yang dihubungkan ke manometer. (lihat
gambar berikutnya).
Gambar 1.19 Pengukuran Tekanan Statik dengan Piezometer
b. Pengukuran Tekanan Statik Tabung Pitot (Pengujian 2)
a. Hubungkan statik pressure connection dari tabung pitot ke bagian high
side manometer.
b. Geser tabung pitot tersebut dengan transvering mechanism hingga
posisinya ditengah-tengah saluran.
c. Mulai pengamatan tekanan manometer dari throtle plate dari terbuka
penuh hingga tertutup penuh secara bertahap setiap bukaan 100 %, 75 %,
50%, 25 % dan 0 % bagian.
13
d. Ulangi pengujian pada point c tersebut 3 kali.
e. Lepas sambungan pipa manometer dari tabung pitot.
f. Mati kan sambungan motor penggerak fan.
g. Analisa data pengamatan.
Adapun prosedur pengujian tekanan statik dengan kedua tersebut adalah
a. Lakukan leveling pada manometer.
b. Hubungan piezometer pada bagian highside manometer.
c. Buka penuh throtle plete (damper) dan menghidupkan motor penggerak
fan.
d. Biarkan sebentar (2 menit) sampai motor mencapai kecepatan penuh.
e. Baca penunjuk tekanan pada manometer mulai dari throtle plate terbuka
penuh hingga tertutup penuh secara bertahap setiap bukaan 100 %, 75 %,
50%, 25 % dan 0 % ( tutup penuh )bagian. Catat hasil pengamatan pada
tabel.
f. Ulangi pengujian pada point e tersebut 3 kali.
g. Lepaskan sambungan pipa manometer dari piezometer ring.
c. Pengukuran Tekanan Total (Pengujian 3)
Adapun prosedur pengukuran tekanan total adalah sebagai berikut :
a. Hubungkan total pressure connection dari tabung pitot ke bagian high
side manometer.
b. Geser tabung pitot tersebut dengan transvering mechanism hingga
posisinya ditengah-tengah saluran.
c. Tutup penuh throtle plate dan hidupkan motor penggerak fan.
d. Biarkan sebentar (2 menit) sampai motor mencapai kecepatan penuh.
e. Baca penunjuk tekanan pada manometer mulai dari throtle plate tertutup
penuh hingga terbuka penuh secara bertahap setiap bukaan 100 %, 75 %,
50%, 25 % dan 0 % bagian. Catat hasil pengamatan pada tabel.
f. Ulangi pengujian pada point e tersebut 3 kali.
g. Matiakan sambungan motor penggerak fan.
14
h. Analisa data pengamatan.
d. Pengukuran Tekanan Dinamis (Pengujian 4)
Adapun prosedur pengukuran tekanan dinamis adalah sebagai berikut :
a. Hubungkan total pressure connection dari tabung pitot ke bagian low
side manometer.
b. Hubungkan statik pressure connection dari tabung pitot ke bagian high
side manometer
c. Geser tabung pitot tersebut dengan transvering mechanism hingga
posisinya ditengah-tengah saluran.
d. Tutup penuh throtle plate dan hidupkan motor penggerak fan, tunggu
sebentar selama 2 menit sampai motor mencapai kecepatan maksimum.
e. Baca penunjuk tekanan pada manometer mulai dari throtle plate tertutup
penuh hingga terbuka penuh secara bertahap setiap bukaan 100 %, 75 %,
50%, 25 % , dan 0 % bagian. Catat hasil pengamatan pada tabel.
f. Ulangi pengujian pada point e tersebut 3 kali.
g. Analisa hasil pengamatan.
e. Pengukuran Profil Kecepatan (Pengujian 5)
Adapun prosedur pengukuran profil kecepatan adalah sebagai berikut :
a. Lakukan pengujian point a. dan b. pada pengujian 3.
b. Buka penuh throtle plate dan hidupkan motor penggerak fan, tunggu
hingga mencapai kecepatan maksimum.
c. Geser tabung pitot dengan Transvering mechanism pada beberapa posisi
(16 titik) seperti ditunjukan pada gambar dibawah sebanyak tiga kali :
15
Gambar 1.20 Profil kecepatan dalam saluran
d. Baca tekanan kecepatan pada manometer untuk setiap posisi tabung pitot
dan mencatat hasil pengamatan dalam tabung.
e. Matikan motor penggerak fan.
f. Menggambar profil kecepatan aliran udara yang terjadi.
(Asisten Laboratorium Fenomena Dasar. Job Sheet Praktikum Fenomena Dasar
2010, hal 7)
16
III. DATA, PERHITUNGAN DAN ANALISA
i. Data Hasil Praktikum
a. Tekanan StatikPiezometer
Posisi Dumper
Tutup penuh
Buka 25%
Buka 50%
Buka 75 %
Buka penuh
TS 1 0 0 -0.02 -0.05 -0.09
TS 2 0 0 -0.02 -0.05 -0.1TS 3 0 -0.01 -0.02 -0.06 -0.1
TS rata-rata 0 -0.00333 -0.02 -0.053333 -0.096667
Tabung PitotPosisi
DumperTutup penuh
Buka 25%
Buka 50%
Buka 75 %
Buka penuh
TS 1 0 -0.01 -0.02 -0.05 -0.09
TS 2 0 -0.01 -0.02 -0.05 -0.09
TS 3 0 -0.01 -0.02 -0.05 -0.09TS rata-rata 0 -0.01 -0.02 -0.05 -0.09
b. Tekanan DinamisTekanan Dinamis
Posisi Dumper
Tutup penuh
Buka 25%
Buka 50%
Buka 75 %
Buka penuh
TS 1 0 -0.01 -0.02 -0.05 -0.08
TS 2 0 -0.01 -0.02 -0.04 -0.08
TS 3 0 -0.01 -0.02 -0.04 -0.08
TS rata-rata 0 -0.01 -0.02 -0.043333 -0.08
c. Tekanan TotalTekanan Total
Posisi Dumper
Tutup penuh
Buka 25%
Buka 50%
Buka 75 %
Buka penuh
TS 1 0 0 0 -0.01 -0.01TS 2 0 0 0 -0.01 -0.01
TS 3 0 0 0 -0.01 -0.01
TS rata-rata 0 0 0 -0.01 -0.01
17
d. Profil Kecepatan X
6 8 10 12Y
5 -0.07 -0.07 -0.07 -0.0610 -0.07 -0.08 -0.07 -0.0715 -0.08 -0.09 -0.07 -0.0620 -0.07 -0.08 -0.07 -0.06
X
6 8 10 12Y
5 -0.07 -0.07 -0.06 -0.0610 -0.08 -0.09 -0.06 -0.06
15 -0.09 -0.09 -0.07 -0.06
20 -0.07 -0.07 -0.07 -0.06
X6 8 10 12
Y
5 -0.07 -0.07 -0.06 -0.0610 -0.07 -0.08 -0.07 -0.0615 -0.08 -0.09 -0.07 -0.06
20 -0.08 -0.08 -0.06 -0.05
Rata-rata 6 8 10 12
5 -0.07 -0.07 -0.063333 -0.0610 -0.073333 -0.08333 -0.066667 -0.06333315 -0.083333 -0.09 -0.07 -0.06
20 -0.073333 -0.07667 -0.066667 -0.056667
ii. Perhitungan
1. Tekanan Udara Absolut
18
Pa = 1 atm = 76 cm Hg.
= ( 76 cm / l in ) x ( SGHg / SGH2O )
= ( 76/2,54 ) x (13,6/0,826 )
= 492,65 in H2O
Dimana : l in = 2,54 cm
SGH2O = 0,826 kg/m3
SGHg = 13,6 kg/m3
(Referensi, William. C. Reynolds, Termodinamika Teknik, 539)
2. Tekanan Statik
a. Dengan Piezometer (Bukaan Penuh)
Ps = -9,667x10 -2 in H2O
Pab = 492,65 + (- 9,667x10 -2)
= 492,553 in H2O
Ps absolut = 492,553492,65
= 0,999803 atm
∆P = ½ x skala terkecil manometer
= ½ x 0,01
= 0,005 in H2O
RN=
ΔPs
P s
× 100 %
=
0 ,005
-9,667x10-2× 100 %
= -5,17 %
Keseksamaan k = 100 % + 5,17 % = 105,172414 %
b. Dengan Tabung Pitot (Bukaan Penuh)
Ps = - 0,09 in H2O
Pab = 492,65 + (- 0,09)
= 492,56 in H2O
Ps absolut = 492,56492,65
= 0,9998 atm.
19
∆P = ½ x skala terkecil manometer
= ½ x 0,01
= 0,005 in H2O
RN =
ΔPs
P s
× 100 %
=
0 ,005-0,09
× 100 %
= - 5,556 %
Keseksamaan k = 100 % + (- 5,556 %) = 105,555556 %
3. Tekanan Kecepatan (Bukaan Penuh)
Pv absolut = Pt absolut - Ps absolut
= 492,64 - 492,57
= 0,07 in H2O
Pv absolut = 0,07
492,65= 1,42088x10-4 atm.
∆P = ½ x skala terkecil manometer
= ½ x 0,01
= 0,005 in H2O
RN=ΔPv
Pv
x100 % =
0,0050,07
×100% = 7,1428 %
keseksamaan = 100% - RN
= 100% - 7,1428 %
= 92,85714 %
4. Tekanan Total (Bukaan Penuh)
Pt = -0,01 in H2O
Pab = 492,65 + (- 0,01)
= 492,64 in H2O
Pt absolut = 492,64492,65
= 0,999979702 atm.
∆Ps = ½ x Skala terkecil
20
= ½ x 0,01
= 0,005 in H2O
RN =
ΔPs
P s
× 100 %
=
0 ,005-0,01
× 100 %
= -50 %
Keseksamaan k = 100 % - (-50 %) = 150 %
5. Profil kecepatan
Profil kecepatan dalam in H2O gauge ditransformasikan ke in H2O
absolut, dan berikut adalah yang dipakai dalam pengolahan data adalah
diposisi x = 6 dan y = 5 (satuan dalam cm)
Pv absolut = 492,65 + 0,07
= 492,72 in H2O
6. Massa Jenis Udara
ρ = ( 1 , 325 Pb
T + 460 )dimana : Pb = 29,689
T = 80 0 F
maka :ρ = ( 1 , 325 . 29 ,689
80 + 460 ) = 0,0718 lbm/cu.ft
= 5,715 kg/m3
7. Berat Jenis Udara
γ = ρ . g
= (5,715) . (9,81)
= 56,064 kg/m2 s2.
21
8. Kecepatan Aliran Udara
V = 43 , 86 √ Pv
γ
= 43,86 . √ 0 ,0756 , 064
= 43,86 . 0,035335
= 1,54979 m/s
RN diperoleh dari perhitungan :
ΔVΔPv
=( ∂V∂ Pv
)
dimana : ( ∂ v∂ Pv ) = (43 ,86
2 √γ )⋅( Pv )−0,5
Sehingga :
Δv = ( ∂ v
∂ Pv )⋅Δ Pv
= (43 , 86
2⋅√56 , 064⋅(0 , 07 )−0,5) × 0 , 005
= (11,0699) . (0,005)
= 0,05535
RN = Δvv
. 100 %
= 0,05535
1,54979 . 100 %
= 3,57 %
Keseksamaan k = 100 % - 3,57 % = 96,4 %
9. Laju Aliran Volumetrik
Rumus perhitungannya :
Q = V . A
22
dengan A = W . L
Sehingga :
Q = V . W . L
= 1,549 . 0,3 . 0,15
= 0,4649 m3/s
ΔQΔV
=(∂Q∂V )
dimana :
∂Q∂V
=∂ (V . A )
∂V=A
dan
∂Q∂ A
=∂ (V . A )
∂ A=V
ΔQ=√(∂ Q∂ V )
2
ΔV 2+(∂Q∂ A )
2
ΔA2
= √ ( A )2 ΔV 2+(V )2 ΔA2
ΔQ 2 = (0,0452 x 0,055352) + (1,54979 2 . 0,0052)
ΔQ = 0.008139243 m3/s
RN= ΔQQ
x 100 % =
0.0081392430,4649
×100% = 11.67098 %
Keseksamaan = 100% - RN = 100 % - 11.67098 % = 88.329 %
Untuk data selanjutnya, disajikan dalam bentuk program Ms. Excel.
Tabel Pengolahan Data
23
Piezometer
24
Posisi DumperTutup penuh
buka 25% buka 50%buka 75
%buka penuh
Ps (in.H20) 0-
0.00333333-0.02 -0.053333 -0.0966667
Ps Absolut ( in.H20)
492.65 492.646667 492.63492.5966
7492.55333
3Ps Absolut
( atm)1 0.99999323 0.9999594
0.9998917
0.99980378
RN (%) 0 -150 -25 -9.375 -5.1724138
K (%) 100 250 125 109.375105.17241
4
Tabung Pitot
Posisi DumperTutup penuh
buka 25% buka 50%buka 75
%buka penuh
Ps (in.H20) 0 -0.01 -0.02 -0.05 -0.09
Ps Absolut ( in.H20)
492.65 492.64 492.63 492.6 492.56
Ps Absolut ( atm)
1 0.9999797 0.99995940.999898
50.9998173
1RN (%) 0 -50 -25 -10 -5.5555556
K (%) 100 150 125 110105.55555
6
Tekanan Dinamis
Posisi DumperTutup penuh
buka 25% buka 50%buka 75
%buka penuh
Ps (in.H20) 0 -0.01 -0.02 -0.043333 -0.08
Ps Absolut ( in.H20)
492.65 492.64 492.63492.6066
7492.57
Ps Absolut ( atm)
1 0.9999797 0.9999594 0.9999120.9998376
1RN (%) 0 -50 -25 -11.53846 -6.25
K (%) 100 150 125111.5384
6106.25
Tekanan total
Posisi DumperTutup penuh
buka 25% buka 50%buka 75
%buka penuh
Ps (in.H20) 0 0 0 -0.01 -0.01
25
Ps Absolut ( in.H20)
492.65 492.65 492.65 492.64 492.64
Ps Absolut ( atm)
1 1 10.999979
70.9999797
RN (%) 0tak
terdefinisitak
terdefinisi-50 -50
K (%) 100tak
terdefinisitak
terdefinisi150 150
Kecepatan aliran udara dan laju aliran volumetric
XParameter 6 8 10 12
Y
5
Pc (in.H2O) 0.07 0.07 0.063333333 0.06
V (m/s) 1.549758361 1.549758361 1.474114239 1.43479744
∆V 0.055348513 0.055348513 0.05818872 0.059783227RN (%) 3.571428571 3.571428571 3.947368421 4.166666667K (%) 96.42857143 96.42857143 96.05263158 95.83333333
Q(m3/s) 0.069739126 0.069739126 0.066335141 0.064565885
∆Q 0.008139243 0.008139243 0.007821881 0.007661822RN (%) 11.67098506 11.67098506 11.79145909 11.86667187
K (%) 88.32901494 88.32901494 88.20854091 88.13332813
10
Pc (in.H2O) 0.073333333 0.083333333 0.066666667 0.063333333
V (m/s) 1.586228253 1.690924999 1.512409297 1.474114239∆V 0.054075963 0.05072775 0.056715349 0.05818872
RN (%) 3.409090909 3 3.75 3.947368421K (%) 96.59090909 97 96.25 96.05263158
Q(m3/s) 0.071380271 0.076091625 0.068058418 0.066335141
∆Q 0.008296055 0.008757376 0.007981117 0.007821881
RN (%) 11.62233586 11.50898736 11.7268619 11.79145909
K (%) 88.37766414 88.49101264 88.2731381 88.20854091
15
Pc (in.H2O) 0.083333333 0.09 0.07 0.06
V (m/s) 1.690924999 1.757260806 1.549758361 1.43479744∆V 0.05072775 0.0488128 0.055348513 0.059783227
RN (%) 3 2.777777778 3.571428571 4.166666667K (%) 97 97.22222222 96.42857143 95.83333333
Q(m3/s) 0.076091625 0.079076736 0.069739126 0.064565885
∆Q 0.008757376 0.009056715 0.008139243 0.007661822
26
RN (%) 11.50898736 11.45307118 11.67098506 11.86667187
K (%) 88.49101264 88.54692882 88.32901494 88.13332813
20
Pc (in.H2O) 0.073333333 0.076666667 0.066666667 0.056666667
V (m/s) 1.586228253 1.621878283 1.512409297 1.394372475∆V 0.054075963 0.052887335 0.056715349 0.061516433
RN (%) 3.409090909 3.260869565 3.75 4.411764706K (%) 96.59090909 96.73913043 96.25 95.58823529
Q(m3/s) 0.071380271 0.072984523 0.068058418 0.062746761
∆Q 0.008296055 0.008451408 0.007981117 0.007501334RN (%) 11.62233586 11.57972627 11.7268619 11.95493446K (%) 88.37766414 88.42027373 88.2731381 88.04506554
iii. Grafik dan Analisa Grafik
Buka Penuh Buka 75 % Buka 50 % Buka 25 % Tutup Penuh
492.5
492.52
492.54
492.56
492.58
492.6
492.62
492.64
492.66
PiezometerTabung PitotTekanan DinamisTekanan Total
Gambar 1.21 Grafik Hubungan Variasi Bukaan Dumper dengan Tekanan Absolut
Analisa grafik hubungan variasi bukaan dumper dengan tekanan absolute
Grafik diatas adalah menunjukkan besar tekanan statis (piezometer),
tekanan statis (tab. Pitot) dan tekanan kecepatan dalam variasi bukaan 100%, 75%,
50%, 25%, 0%, untuk bukaan 0% semua tekanan memiliki harga yang sama yaitu
492,65 in Hg atau 1 atm. Untuk pengukuran tekanan static dengan metode
piezometer dan tabung pitot memiliki harga yang berbeda, hal ini mungkin
disebabkan oleh adanya kesalahan yang dilakukan oleh praktikan pada saat
27
membaca membaca nilai pada manometer. Pada grafik diatas dapat disimpulkan
bahwa Semakin besar bukaan pada sisi masuk dari fan maka tekanan dalam centre
duct section juga akan semakin bertambah besar.
6 8 10 121.3
1.35
1.4
1.45
1.5
1.55
1.6
1.65
1.7
1.75
1.8
510
1520
5101520
Gambar 1.22 Grafik profil kecepatan
Analisa grafik profil kecepatan
Grafik untuk profil kecepatan berbentuk parabola dimana kecepatan maksimum
terdapat ditengah-tengah antara koordinat terkecil dengan koordinat terbesar.
Karena di sekitar pinggir dinding masih dipengaruhi gaya gesek.
Semakin besar tekanan kecepatan menghasilkan kecepatan yang lebih besar pula
dan semakin kecil tekanan kecepatan menghasilkan kecepatan yang lebih kecil
pula.
Untuk variasi posisi x dan y menghasilkan tekanan kecepatan yang berbeda-
beda.
28
Tutup penuh
Buka 25%
Buka 50%
Buka 75 %
Buka penuh
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
kececpatan aliran udara terhadap variasi bukaan dumper
Gambar 1.23 Grafik Grafik Kecepatan Aliran Udara Terhadap Variasi Bukan Damper
Analisa grafik kecepatan aliran udara terhadap variasi bukaan dumper
Grafik diatas adalah grafik kecepatan aliran udara atau debit pada sebuah
saluran dengan variasi bukaan tertentu. Pada bukaan 0 % samai dengan 50% debit
aliran masih terlihat konstan pada angka 0, namun pada saat bukaan 50% dan 75%
terlihat kontras, kecepatan aliran udara meningkat ketika damper dibuka 50%
hingga dibuka penuh. Hal ini terlihat bahwa kecepatan dan luas mempengaruhi debit
suatu aliran fluida
29
IV. KESIMPULAN DAN SARAN
i. Kesimpulan
1. Kecepatan aliran fluida yang paling besar terjadi ditengah saluran dan akan
berkurang bila mendekati kearah dinding saluran. Hal ini karena adanya
gesekan fluida terhadap dinding saluran.
2. Kecepatan dan debit fluida dipengaruhi oleh posisi bukaan damper.
Semakin terbuka posisi damper, maka kecepatan dan debit fluida akan
semakin besar.
3. Pt = Ps + Pv
4. Adanya ketidaktepatan data hasil percobaan yang disebabkan oleh :
a. Kesalahan atau kekurang tepatan pembacaan.
b. Posisi pitot berada ditempat yang kurang rata.
c. Kurang rapatnya piezometer pada bagian low side dan high side.
d. Posisi tabung pitot tidak tepat ditengah-tengah saluran.
ii. Saran
1. Sebelum melakukan percobaan sebaiknya mengkalibrasi posisi nol
manometer.
2. senantiasa melakukan pemeriksaan pada sambungan piezometer dengan
bagian low side dan high side untuk menghindari kebocoran.
3. pembacaan data sebaiknya dilakukan lebih dari satu orang praktikum.
30