LABORATORIUM TEKNIK KIMIASEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2014/2015
MODUL : Aliran FluidaPEMBIMBING: Ir. Unung Leoanggraini,MT
Tanggal Praktikum: 25 Maret 2015Tanggal Penyerahan: 1 Maret 2015(Laporan)
Oleh:Kelompok 4
Ai Tresna Sulistian 131411030Muhamad Ramndani131411042Shafira Damayanti131411051Kelas 2B
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2014I. TUJUAN PRAKTIKUM1) Dapat menghitung harga koefisien orificemeter, venturimeter, elbowmeter dan membandingkannya dengan literatur.2) Dapat menghitung fanning friction factor pada pipa lurus.3) Dapat membuat kurva antara koefisien venturimeter, koefisien orificemeter, koefisien elbowmeter, dan fanning friction factor terhadap bilangan Reynold.4) Membuktikan apakah presure drop harganya tetap untuk laju aliran fluida yang berbeda.
II. DASAR TEORIFluida adalah zat yang tidak dapat menahan perubahan bentuk secara permanen. Bila kita mencoba mengubah bentuk suatu massa fluida, maka di dalam fluida itu akan terbentuk lapisan, dimana lapisan yang satu meluncur di atas yang lain, sehingga mencapai suatu bentuk baru.Fluida terdiri dari 2 jenis yaitu fluida cair dan fluida gas. Ciri-ciri fluida cair,diantaranya: Tidak kompresibel, yaitu volume fluida akan tetap walaupun dikenai tekanan tertentu. Mengisi volume tertentu. Mempunyai permukaan bebas. Daya kohesi besar, jarak antar molekul rapat.Ciri-ciri fluida gas,diantaranya: Kompresibel Mengisi seluruh bagian wadah. Jarak antar molekul besar, daya kohesi dapat diabaikan.Sifat dasar dari setiap fluida statik ialah tekanan. Tekanan dikenal sebagai gaya permukaan yang diberikan oleh fluida terhadap dinding bejana. Tekanan terdapat pada setiap titik di dalam volume fluida. Pada ketinggian yang sama, tekanan pada fluida adalah sama.Ada beberapa jenis alat yang untuk mengukur laju aliran suatu fluida Beberapa alat yang biasa digunakan diantaranya:1. VenturimeterMeteran ini terbuat dari bagian masuk yang mempunyai flens, yang terdiri dari bagian pendek berbentuk silinder dan kerucut terpotong. Bagian leher berflens dan bagian keluar juga berflens yang terdiri dari kerucut terpotong yang panjang.Dalam venturimeter, kecepatan fluida bertambah dan tekanannya berkurang di dalam kerucut sebelah hulu. Penurunan tekanan di dalam kerucut hulu itu lalu dimanfaatkan, untuk mengukur laju aliran melalui instrument itu. Kecepatan fluida kemudian berkurang lagi dan sebagian besar tekanan awalnya kembali pulih didalam kerucut sebelah hilir. Agar pemulihan lapisan batas dapat dicegah dan gesekan minimum. Oleh karena itu pada bagian yang penampungannya mengecil tidak ada pemisahan, maka kerucut hulu dapat dibuat lebih pendek dari pada kerucut hilir. Gesekannya pun di sini kecil juga. Dengan demikian ruang dan bahan pun dapat dihemat. Walaupun meteran venturi dapat digunakan untuk mengukur gas, namun alat ini biasanya digunakan juga untuk mengukur zat cair terutama air. Persamaan yang digunakan dalam venturimeter adalah1. OrificemeterVenturimeter memiliki beberapa kekurangan pada kenyataanya. Untuk meteran tertentu dengan sistem manometer tertentu pula, laju alir maksimum yang dapat diukur terbatas, sehingga apabila laju alir berubah, diameter leher menjadi terlalu besar untuk memberikan bacaan yang teliti, atau terlalu kecil untuk dapat menampung laju aliran maksimum yang baru. Meteran orifice dapat mengatasi kekurangan-kekurangan venturimeter, tetapi konsumsi dayanya cukup tinggi.Prinsip meteran orifice identik dengan meteran venturi. Penurunan penampang arus aliran melalui orifice menyebabkan tinggi tekan kecepatan menjadi meningkat tetapi tinggi tekan akan menurun, dan penurunan antara kedua titik sadap diukur dengan manometer. Persamaan bernoulli memberikan dasar untuk mengkolerasikan peningkatan tinggi tekan kecepatan dengan penurunan tinggi tekananPersamaan yang berlaku untuk persamaan orificemeter adalah:Prinsip kerja alat ukur fluida adalah mengganggu aliran dengan penambahan alat tertentu sehingga menyebabkan terjadinya pressure drop yang dapat diukur. Nilai pressure drop ini berhubungan dengan debit dari aliran tersebut. Adanya pressure drop bias disebabkan Karena adanya perubahan energi kinetik (karena laju alir berubah), skin friction, dan form friction.Fluida cair yang mengalir dalam sistem perpipaan akan mengalami banyak kehilangan energi karena adanya friksi selama fluida mengalir. Kehilangan energi ini akan berakibat penurunan tekanan aliran aliran yang dikenal sebagai pressure drop (P). Friksi (kehilangan energi) dapat ditimbulkan antara lain :Faktor Gesekan Fanning (f)Faktor gesekan fanning (f) didifinisikan sebagai perbandingan drag force per luas permukaan terbasahi dengan perkalian densitas dan velocity head. Nilai f sangat penting untuk menghitung energi yang hilang karena friksi di sistem perpipaan baik untuk laminar maupun turbulen.Nilai faktor gesekan fanning f banyak di temui di buku pustaka dalam bentuk kurva-kurva.
Energi yang hilang karena gesekan (friction loss = Ff) adalah :
dimana,P:pressure drop karena gesekanL:panjang pipa lurusf:koefisien fanning:massa jenis fluidaD:diameter pipav:laju alir fluidaFf:friction loss.Faktor Fitting dan KeranganFitting dan kerangan akan mengganggu aliran normal yang akan menyebabkan penambahan friksi,
Dimana, hf : friction loss karena fitting dan keranganKf : koefisien fitting dan kerangan.Dalam aliran kondisi steady state dikenal 2 rejim aliran atau pola aliran yang tergantung kepada kecepatan rata-rata aliran (v), densitas (), viskositas fluida () dan diameter pipa (D).
Rejim aliran LaminerRejim aliran laminer mempunyai ciri-ciri: Terjadi pada kecepatan rendah. Fluida cenderung mengalir tanpa adanya pencampuran lateral. Berlapis-lapis seperti kartu. Tidak ada arus tegak lurus arah aliran. Tidak ada pusaran (arus eddy).Rejim aliran TurbulenRejim aliran turbulen mempunyai ciri-ciri: Terbentuk arus eddy. Terjadi lateral mixing. Secara keseluruhan arah aliran tetap sama. Distribusi kecepatan lebih uniform atau seragam.Rejim aliran TransisiRejim aliran transisi adalah rejim yang terjadi antara rejim aliran laminer dan rejim aliran turbulen.Penentuan rejim aliran dilakukan dengan menentukan bilangan tak berdimensi yaitu bilangan Reynolds (Reynolds Number/NRe). Bilangan Reynolds merupakan perbandingan antara gaya dinamis dari aliran massa terhadap tegangan geser yang disebabkan oleh viskositas cairan. NRe = Keterangan:: massa jenis fluida.: kecepatan fluida.: viskositas fluida.: diameter pipa dalam.Untuk pipa circular lurus;NRe4000 :rejim turbulen2100 < NRe> 4000: rejim transisiKecepatan kritis: Kecepatan pada saat NRe = 2000Gambar Pipa
Pipa Venturi
Pipa Orifice
III. ALAT DAN BAHAN1. Seperangkat alat aliran fluida2. Orificemeter3. Venturimeter4. Elbowmeter5. Pipa lurus6. Stopwatch7. Air
IV. LANGKAH KERJA Turbulen
Menghubungkan selang dengan manometer raksa
Membuat tinggi manometer raksa sejajar
Mencatat Po
Menyalakan pompa
Membuka kran aliran pada tabung manometer secara bersamaan
Membuka kran aliran pada manometer
Melakukan variasi bukaan by pass sebanyak 4 kali
Mencatat P dan menghitung waktu untuk masing2 volume yang ditentukan
Menyalakan pompaMencatat PoMembuat tinggi manometer raksa sejajarMenghubungkan selang dengan manometer minyak Laminer dan Transisi
Membuka kran aliran pada tabung manometer secara bersamaan
Mencatat P dan menghitung waktu untuk masing2 volume yang ditentukanMelakukan variasi bukaan by pass sebanyak 3 kaliMembuka kran aliran pada manometer
Elbow 90oC
Memasang selang di elbow dan menghubungkannya ke manometer minyak
Membuat tinggi manometer raksa sejajar
Mencatat Po
Menyalakan pompa
Membuka kran aliran pada tabung manometer secara bersamaan
Membuka kran aliran pada manometer
Melakukan variasi bukaan by pass sebanyak 4 kali
Mencatat P dan menghitung waktu untuk masing2 volume yang ditentukan
Pipa Lurus
Memasang selang di pipa lurus dan menghubungkannya ke manometer minyak
Membuat tinggi manometer raksa sejajar
Mencatat Po
Menyalakan pompa
Membuka kran aliran pada tabung manometer secara bersamaan
Membuka kran aliran pada manometer
Melakukan variasi bukaan by pass sebanyak 4 kali
Mencatat P dan menghitung waktu untuk masing2 volume yang ditentukan
V. DATA PENGAMATANSetiap pengamatan dilakukan secara duplo5.1 OrificemeterPengukuran H untuk aliran turbulen menggunakan manometer raksaJenis AliranNo.H (mmHg)Volume (L)Waktu (s)Debit (L/s)
abcd(d-c)-(b-a)(d-b)
Po69755263453142-21
Laminer148470546772739220.220100.0221
0.22210
Rata-rata0.22110
249070746572745200.195100.0198
0.20010
Rata-rata0.19810
Transisi149070646672745210.410100.0418
0.42510
Rata-rata0.41810
TurbulenNo.H (mmHg)Volume (L)Waktu (s)Debit (L/s)
ab(b-a)
Po
12202806010109.810,984
9.86
Rata-rata109.84
2222277551011.341.087
1010.40
Rata-rata1010.87
3229269401013.361.331
1013.26
Rata-rata1013.31
4234264301015.681.518
1014.67
Rata-rata1015.18
5.1.1 Elbow 90o Pengukuran H menggunakan manometer minyakJenis aliranNo.H (mmHg)Volume (L)Waktu (s)Debit (L/s)
abcd(d-c)-(b-a)(d-b)
Po562417660497-1880
Laminer157579157083044390.240100.0230
0.22010
Rata-rata0.23010
257379156983043390.270100.0263
0.25510
Rata-rata0.26310
Transisi157579256983044380.510100.0518
0.52510
Rata-rata0.51810
Turbulen15938815628234312109.990.9770
1010.48
Rata-rata1010.24
258580056582545251012.030.7474
1013.38
Rata-rata1012.71
357979656782743311019.260.5200
1019.20
Rata-rata1019.23
457779456982943351034.810.2884
1035.28
Rata-rata1034.68
5.12 Pipa Lurus Pengukuran H menggunakan manometer minyakJenis aliranNo.H (mmHg)Volume (L)Waktu (s)Debit (L/s)
abcd(d-c)-(b-a)(d-b)
Po
Laminer156578059585343730,260100.0265
0,27010
Rata-rata0,26510
Transisi156578159485444730.590100.0588
0,58510
Rata-rata0,58810
256678359685744740.550100.0555
0,56010
Rata-rata0,55510
Turbulen1510728659917401891017.940.5528
1018.23
Rata-rata1018.09
2511729657915401861018.640.5385
1018.50
Rata-rata1018.57
3535752629887411351021.780.4459
1023.07
Rata-rata1022.43
456378059585543751025.910.3965
1024.53
Rata-rata1025.22
5.2 VenturimeterPengukuran H untuk aliran turbulen menggunakan manometer raksaJenis AliranNo.H (mmHg)Volume (L)Waktu (s)Debit (L/s)
abcd(d-c)-(b-a)(d-b)
Po58479958479900
Laminer158479957383244330.16100.018
0.2010
Rata-rata0.1810
258580057283144310.28100.027
0.2610
Rata-rata0.2710
Transisi158680157383244310.61100.066
0.7110
Rata-rata0.6610
TurbulenNo.H (mmHg)Volume (L)Waktu (s)Debit (L/s)
ab(b-a)
Po
122028060108.681.0923
109.63
Rata-rata109.16
2225273481010.410.9501
1010.64
Rata-rata1010.53
3233265321012.340.7734
1013.52
Rata-rata1012.93
4241258171018.670.5217
1019.67
Rata-rata1019.17
5.2.1 Elbow 90o Pengukuran H menggunakan manometer minyakJenis aliranNo.H (mmHg)Volume (L)Waktu (s)Debit (L/s)
abcd(d-c)-(b-a)(d-b)
Po52063552063000
Laminer163585152078044710.37100.036
0.3510
Rata-rata0.3610
263685351977943740.22100.026
0.3010
Rata-rata0.2610
Transisi163785451977943750.68100.0615
0.5510
Rata-rata0.61510
Turbulen164185751577544821013.470.7491
1013.23
Rata-rata1013.35
263985551977843771020.150.4892
1020.73
Rata-rata1020.44
363585351977841751033.280.2947
1034.58
Rata-rata1033.93
463785451977942761031.700.3162
1031.55
Rata-rata1031.63
5.2.2 Pipa Lurus Pengukuran H menggunakan manometer minyakJenis aliranNo.H (mmHg)Volume (L)Waktu (s)Debit (L/s)
abcd(d-c)-(b-a)(d-b)
Po7115516725806829
Laminer163477861885088720,315100,0318
0,32010
Rata-rata0,31810
263377661784989730,355100,0360
0,36510
Rata-rata0,36010
Transisi163577761885191740,865100,0858
0,85010
Rata-rata0,85810
Turbulen1639782523855189731011.970.8214
1012.38
Rata-rata1012.18
2654771512868239971012.270.8153
1012.36
Rata-rata1012.27
3650770510864234941015.210.6618
1015.01
Rata-rata1015.11
4643774514859214851019.790.4967
1020.48
Rata-rata1020.14
VI. PENGOLAHAN DATA1. Orificemeter Menghitung P P aliran turbulen pengukuran menggunakan manometer air raksa
raksa = 13600 kg/m3 g = 9,8 m/s2
Jenis aliranH (mHg)
Turbulen0,0607996,8
0,0557330,4
0,0405331,2
0,0303998,4
P aliran laminar dan transisi pengukuran menggunakan manometer minyak
minyak= 805,55 kg/m3 air= 998,8 kg/m3g= 9,8 m/s2
minyak . g . [(c-d) (a-b)] + air . g (d-b)Jenis aliranNo.H (mHg)
(d-c)-(b-a)(d-b)
Laminer10,0390,022523,222
20,0450,020551,012
Transisi10,0450,021560,801
Tabel Data Hasil Perhitungan untuk Pipa OrificeJenis aliranDebit (m3/s)Vo (m/s)CoBilangan Reynold(Nre)
Laminer0,0000221523,2220,0581718,558371420,2270
0,0000198551,0120,0521121,259611272,2714
Transisi0,0000418560,8010,1100210,158482686,1505
Turbulen0,0009847996,82,589881,6295863232,2079
0,0010877330,42,860981,4123669851,1446
0,0013315331,23,503180,9836685530,5289
0,0015183998,43,995370,7469397547,4025
2. Elbow 90 Menghitung P (Menggunakan manometer minyak) minyak= 805,55 kg/m3 air= 998,8 kg/m3g= 9,8 m/s2
minyak . g . [(d-c) (b-a)] + air . g (d-b)
Jenis aliranNo.H (mHg)
(d-c)-(b-a)(d-b)
Po-0,0180,08640,9602
Laminer10,0440,039729,0945
20,0430,039721,2001
Transisi10,0440,038719,3063
Turbulen10,0430,012456,9177
20,0450,025599,9534
30,0430,031642,8942
40,0430,035682,0472
Tabel Data Hasil Perhitungan untuk Elbow 90oJenis aliranDebit (m3/s)Vo (m/s)Konstanta Elbow(Ke)Bilangan Reynold(Nre)
Laminer0,0000230729,09450,019263935,7066833,5985
0,0000263721,20010,022032975,6253953,4878
Transisi0,0000518719,30630,04338765,39611877,5442
Turbulen0,0009770456,91770,818251,366535414,9510
0,0007474599,95340,625963,066027092,3834
0,0005200642,89420,435516,787318849,4535
0,0002884682,04720,2415423,409310454,1733
3. Pipa Lurus di Orificemeter Menghitung P (Menggunakan manometer minyak) minyak= 805,55 kg/m3 air= 998,8 kg/m3g= 9,8 m/s2
minyak . g . [(d-c) (b-a)] + air . g (d-b)
Jenis aliranNo.H (mHg)
(d-c)-(b-a)(d-b)
Po0,0680,029820,6774
Laminer10,0430,0731054,0003
Turbulen10,0400,1892165,7529
20,0400,1862136,3882
30,0410,1351645,0824
40,0430,0751073,5768
Transisi10,0440,0731061,8947
20,0440,0741071,6829
Tabel Hasil Perhitungan untuk Pipa LurusJenis AliranP (Pa)Q (m3/s)Vo (m/s)fNreFf (m)
Turbulen2165,75290,00055280,464540,2177120105,9112,168
2136,38820,00053850,452520,2263219585,6682,138
1645,08240,00044590,374710,2541616217,9481,647
1073,57680,00039650,333190,2097714420,5311,074
Transisi1061,89470,00005880,049419,435512138,5311,063
1071,68290,00005550,0466310,691752122,20861,073
Laminer1054,00030,00002650,0222646,14280963,4421,055
4. Venturimeter Menghitung P (Menggunakan manometer minyak) minyak= 805,55 kg/m3 air= 998,8 kg/m3g= 9,8 m/s2
minyak . g . [(d-c) (b-a)] + air . g (d-b)
Jenis AliranNo.H (mmHg)Volume (L)Waktu (s)Debit (L/s)P (Pa)
Ab(b-a)
Po
Turbulen122028060108.681.09237996.8
109.63
Rata-rata109.16
2225273481010.410.95016397.44
1010.64
Rata-rata1010.53
3233265321012.340.77344264.96
1013.52
Rata-rata1012.93
4241258171018.670.52172265.76
1019.67
Rata-rata1019.17
Jenis AliranNo.H (mmHg)Volume (L)Waktu (s)Debit (L/s)P (Pa)
abcd(d-c)-(b-a)(d-b)
Po58479958479900
Laminer158479957383244330.16100.018670.3651
0.2010
Rata-rata0.1810
258580057283144310.28100.027650.7886
0.2610
Rata-rata0.2710
Transisi158680157383244310.61100.066650.7886
0.7110
Rata-rata0.6610
Tabel Hasil Perhitungan untuk Venturimeter
Jenis AliranP (Pa)Q (m3/s)Vo (m/s)CvNre
Turbulen7996.800.0010921.277540.28646787.06
6397.440.0009501.111230.27840696.14
4264.960.0007730.904560.27733127.45
2265.760.0005220.610180.25622346.25
Transisi650.7890.0000660.077190.0612827.01
Laminer650.7890.0000270.031580.0251156.51
670.3650.0000660.021050.016771.00
Kurva Hubungan Koefisien Venturimeter (Cv) Terhadap Bilangan Reynold
Kurva Hubungan Tekanan terhadap Laju Alir
5. Elbow 90o Pengukuran H menggunakan manometer minyakTabel Hasil Perhitungan untuk ElbowmeterNoJenis AliranP (Pa)Q (m3/s)Vo (m/s)KelbowNre
1Turbulen1149.990.0007490.627390.597027154.14
21093.150.0004890.409721.330617733.02
31075.470.0003160.264823.133311461.94
41057.790.0002950.246823.547910682.59
5Transisi1073.580.0000620.0515182.68312229.31
6Laminer1042.320.0000360.03015234.27681304.96
71063.790.0000260.02178458.3979942.47
Kurva Hubungan Koefisien Elbow terhadap Bilangan Reynold
Kurva Hubungan Tekanan terhadap Laju Alir
6. Pipa Lurus di Venturimeter Menghitung P (Menggunakan manometer minyak) minyak= 805,55 kg/m3 air= 998,8 kg/m3g= 9,8 m/s2
minyak . g . [(d-c) (b-a)] + air . g (d-b)
Jenis aliranNo.H (mHg)
(d-c)-(b-a)(d-b)
Po0,0680,029820,6774
Laminer10,0880,0721339,4596
20,0890,0731417,1422
Transisi10,0910,0741442,7193
Turbulen10,1890,0732206,5812
20,2390,0972836,2185
30,2340,0942767,3818
40,2140,0852521,3998
Tabel Hasil Perhitungan untuk Pipa LurusJenis aliranDebit (m3/s)Vo (m/s)fBilangan Reynold(Nre)Ff (m)
Laminer0,00003181339,45960,0266142,873031151,71611,341
0,00003601417,14220,0301252,339461303,63371,418
Transisi0,00008581442,71930,071796,072493107,16691,444
Turbulen0,00082142206,58120,687320,1013229748,12602,2092
0,00081532836,21850,682210,1321929526,95842,8396
0,00066182767,38180,553770,1957623967,90392,7707
0,00049672521,39980,415620,3166417988,58772,5244
VII. PEMBAHASAN7.1 Pembahasan Oleh Ai Tresna Sulistian7.2 Pembahasan Oleh Muhammad Ramdani7.3 Pembahasan Oleh Shafira Damayanti
VIII. KESIMPULAN
Nilai konstanta untuk masing-masing pipa adalah sebagai berikut :Jenis AliranOrificemeterVenturimeterElbow
CoBilangan Reynold(Nre)CvBilangan Reynold(Nre)KelbowBilangan Reynold(Nre)
Laminer18,558371420,22700.0251156.51234.27681304.96
21,259611272,27140.016771.00458.3979942.47
Transisi10,158482686,15050.0612827.0182.68312229.31
Turbulen1,6295863232,20790.25622346.250.597027154.14
1,4123669851,14460.27733127.451.330617733.02
0,9836685530,52890.27840696.143.133311461.94
0,7469397547,40250.28646787.063.547910682.59
Jenis AliranPipa Lurus
fBilangan Reynold(Nre)
Laminer46,14280963,442
Transisi
9,435512138,531
10,691752122,2086
Turbulen0,2177120105,911
0,2263219585,668
0,2541616217,948
0,2097714420,531
Pressure drop berbanding lurus dengan laju alir. Semakin besar pressure drop semakin besar pula laju alirnya, begitu sebaliknya.
LAMPIRAN1. Orificemetera. Menghitung P
P aliran turbulen pengukuran menggunakan manometer air raksa
raksa = 13600 kg/m3 g = 9,8 m/s2 = 13600 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 0,060 mHg = 7996,8 Pa = 13600 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 0,055 mHg = 7330,4 Pa = 13600 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 0,060 mHg = 5331,2 Pa = 13600 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 0,030 mHg = 3998,4 PaP aliran laminar dan transisi pengukuran menggunakan manometer minyak
minyak= 805,55 kg/m3 air= 998,8 kg/m3g= 9,8 m/s2
minyak . g . [(c-d) (a-b)] + air . g (d-b)P= minyak . g . [(c-d) (a-b)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,039) + (998,8 x 9,8 x 0,022)= 532,222 PaP= minyak . g . [(c-d) (a-b)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,045) + (998,8 x 9,8 x 0,020)= 551,012 PaP= minyak . g . [(c-d) (a-b)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,045) + (998,8 x 9,8 x 0,021)= 560,801 Pa
b. Menghitung Vo Vo = Q/A A = x 3,14 x (0,022 m )2 = 0,00037994 m2
Vo= = 0,05817 m/sVo= = 0,05211 m/sVo= = 0,11002 m/sVo= = 2,58988 m/sVo= = 2,86098 m/sVo= = 3,50318 m/sVo= = 3,99537 m/s
c. Menghitung koefisien orificemeter (Co)
4 = (Do/D1)4 = (0,022/0,039)4 = 0,101 m = 998,8 kg/m3
= = 0,05388 = = 0,04704 = = 0,09844 = = 0,61365 = = 0,70804 = = 1,01661 = = 1,33881
d. Menghitung Bilangan Reynold (Nre = 998.8 kg/m3 = 0.0009 kg/m.s
= = 1420,2270
= = 1272,2714 = = 2686,1505 = = 63232,2079 = = 69851,1446 = = 85530,5289 = = 97547,40252. Elbow 90oa. Menghitung P (Menggunakan manometer minyak) minyak= 805,55 kg/m3 air= 998,8 kg/m3g= 9,8 m/s2
minyak . g . [(c-d) (a-b)] + air . g (d-b)
P= minyak . g . [(c-d) (a-b)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,044) + (998,8 x 9,8 x 0,039)= 729,0945 PaP= minyak . g . [(c-d) (a-b)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,043) + (998,8 x 9,8 x 0,039)= 721,2001 PaP= minyak . g . [(c-d) (a-b)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,044) + (998,8 x 9,8 x 0,038)= 719,3063 PaP= minyak . g . [(c-d) (a-b)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,043) + (998,8 x 9,8 x 0,012)= 456,9177 PaP= minyak . g . [(c-d) (a-b)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,045) + (998,8 x 9,8 x 0,025)= 599,9534 PaP= minyak . g . [(c-d) (a-b)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,043) + (998,8 x 9,8 x 0,031)= 642,8942 PaP= minyak . g . [(c-d) (a-b)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,043) + (998,8 x 9,8 x 0,035)= 682,0472 Pa
b. Menghitung VoVo = Q/AA = D2 =1/4 (3,14) (0,039m)2 = 0,001194 m2
Vo= = 0,01926 m/sVo= = 0,02203 m/sVo= = 0,04338 m/sVo= = 0,81825 m/sVo= = 0,62596 m/sVo= = 0,43551 m/sVo= = 0,24154 m/s
c. Menghitung konstanta elbow= 998.8 kg/m3 = 1
Ke =
Ke= = 3935,7066Ke= = 2975,6253
Ke= = 765,3961Ke= = 1,3665Ke= = 3,0660Ke= = 6,7873Ke= = 23,4093
a. Menghitung Bilangan Reynold (Nre)
= 998.8 kg/m3 = 0.0009 kg/m.sD= 0,039 m = = 833,5985 = = 953,4878 = = 1877,5442 = = 35414,9510 = = 27092,3834 = = 18849,4535 = = 10454,1733
3. Pipa Lurus di Orificemeter
1. Pressure drop karena gesekan (P)Rumus umum (manometer minyak) : P = minyak.g.(h1minyak - h2minyak) + air.g.hairP = minyak.g.((d-c) - (b-a)) + air.g.(d-b)P= minyak . g . [(d-c) (b-a)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,043) + (998,8 x 9,8 x 0,073)= 1054,0003 PaP= minyak . g . [(d-c) (b-a)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,040) + (998,8 x 9,8 x 0,189)= 2165,7529 PaP= minyak . g . [(d-c)-(b-a] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,040) + (998,8 x 9,8 x 0,186)= 2136,3882 PaP= minyak . g . [(d-c) (b-a)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,041) + (998,8 x 9,8 x 0,135)= 1645,0824 PaP= minyak . g . [(d-c) (b-a)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,043) + (998,8 x 9,8 x 0,075)= 1073,5768 PaP= minyak . g . [(d-c)-(b-a] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,044) + (998,8 x 9,8 x 0,073)= 1061,8947 PaP= minyak . g . [(d-c)-(b-a] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,044) + (998,8 x 9,8 x 0,074)= 1071,6829Pa
1. Menghitung Vo Vo = Q/A A = x 3,14 x (0,039 m )2 = 0,001197 m2
Vo= = 0,46454 m/sVo= = 0,45252 m/sVo= = 0,37471 m/sVo= = 0,33319 m/sVo= = 0,04941 m/sVo= = 0,04663 m/sVo= = 0,02226 m/s
a. Mencari Fanning Friction Factor (f)Rumus umum : D = 0,039 mL = 0,9 m = 1 = = 0,21771 = = 0,22632 = = 0,25416 = = 0,20977 = = 9,43551 = = 10,69175 = = 46,14280
b. Menghitung Bilangan Reynold (Nre)
= 998.8 kg/m3 = 0.0009 kg/m.sD= 0,039 m = = 20105,911 = = 19585,668 = = 16217,948 = = 14420,531 = = 2138,531 = = 2122,208 = = 963,442
c. Menghitung Friction LossRumus umum :
4. VenturimeterRumus yang digunakan1. UntukMenghitung P 1 atm = 760 mmHg = 7.6 cmHg1 atm = 1.01325 bar = 1 x 105 Pa7.6 cmHg = 1.01325 x 105 Pa P (Pa) =
2. UntukMenghitungLajuAlir (Q)
3. UntukMenghitungKecepatan
4. BilanganReynold (Nre)
5. UntukMenghitungKoefisienOrificemeter, Venturimeter, danElbowmeter
air (250C)= = 0.5644 air (250C)= 0.101
BilanganReynold (NRe)NRe= dengan = massa jenis (air = 998,8)v = kecepatanaliranfluida () = viskositas (air = 0,0009)D = diameter (m)Aliran LaminerNRe< 2100Aliran Turbulen NRe> 4000Aliran Transisi2100 4000
Diameter Venturimeter =0,033 mLuas permukaan Venturimeter (A) = ( = 0,000854865 m2Batas kecepatan aliran:
Aliran LaminerNRe= 2100 >
0,057 m/sturbulenlaminertransien0,109 m/sv< 0,057
Aliran TurbulenNRe= 4000 0,109
Batas Aliran: AliranLaminerQ = v . A
x4,873 m3/sturbulenlaminertransien9,318 m3/sQ = (0,057) .(0,000854865m2)Q = 4,873 . AliranTurbulenQ = v . AQ = (0,109) . (0,000854865 m2)Q = 9,318 . Menghitung PP aliran turbulen, pengukuran menggunakan manometer air raksaP = Hg . g . H Hg= 13600 kg/m3g = 9.8 m/s2
1. P = (13600 kg/m3).(9.8 m/s2).(60 mmHg)= (133280 kg/m2s2) (0.060mHg)= 7996.8 kg/ms2 = 7996.8 Pa2. P = (13600 kg/m3).(9.8 m/s2).(48 mmHg)= (133280 kg/m2s2) (0.048mHg)= 6397.44 kg/ms2 = 6397.44 Pa3. P = (13600 kg/m3).(9.8 m/s2).(32 mmHg)= (133280 kg/m2s2) (0.032mHg)= 4264.96 kg/ms2 = 4264.96 Pa4. P = (13600 kg/m3).(9.8 m/s2).(17 mmHg)= (133280 kg/m2s2) (0.017mHg)= 2265.76 kg/ms2 = 2265.76 PaP aliran laminer dan transisi pengukuran menggunakan manometer minyak = minyak . g . [(d-c) (b-a)] + air . g (d-b) minyak = 805,55 kg/m3 air = 998,8 kg/m3
g = 9,8 m/s2
Aliran Laminer1. = [(805.55kg/m3)(9.8m/s2)((832-573)-(799-584))mmHg] + [(998.8kg/m3)(9.8m/s2)(832-799)mmHg] =[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(44)mmHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(33)mmHg] =[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(0.044)mHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(0.033)mHg]=670.3651kg/ms2 =670.3651Pa2. = [(805.55kg/m3)(9.8m/s2)((831-572)-(800-585))mmHg] + [(998.8kg/m3)(9.8m/s2)(831-800)mmHg]=[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(44)mmHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(31)mmHg]=[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(0.044)mHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(0.031)mHg]=650.7886kg/ms2 =650.7886 PaAliran Transisi3. = [(805.55kg/m3)(9.8m/s2)((832-573)-(801-586))mmHg] + [(998.8kg/m3)(9.8m/s2)(832-801)mmHg]=[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(44)mmHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(31)mmHg]=[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(0.044)mHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(0.031)mHg]=650.7886kg/ms2 =650.7886 Pa
Menghitung VoVo = Q/AA= 1/4D2= 1/4 x 3.14 x (0.033m)2= 0.000855 m2Aliran Turbulen1. 2. Vo = Q/A= (0.001092 m3/s)/( 0.000855 m2)= 1.27754 m/s3. Vo = Q/A= (0.000950m3/s)/( 0.000855 m2)= 1.11123 m/s4. Vo = Q/A= (0.000773m3/s)/( 0.000855 m2)= 0.90456 m/s5. Vo= Q/A= (0.000522m3/s)/( 0.000855 m2)= 0.61018 m/s
Aliran Laminer6. 7. Vo = Q/A= (0.000018 m3/s)/( 0.000855 m2)= 0.02105 m/s8. Vo = Q/A= (0.000027 m3/s)/( 0.000855 m2)= 0.03158 m/s
Aliran Transisi9. Vo = Q/A= (0.000066 m3/s)/( 0.000855 m2)= 0.07719 m/s
Menghitung koefisien venturimeter (Cv)
4 = (Do/D1)4 = (0.022/0.033)4 = 0.1975 m = 998.8 kg/m3
Aliran Turbulen1. 2. 1.27754 1.27754 = Cv 1.27754 = 4.467 CvCv = 0.2863. 1.11123 1.11123 = Cv 1.11123 = 3.995 CvCv = 0.2784. 0.90456 0.90456 = Cv 0.90456 = 3.262 CvCv = 0.2775. 0.61018 0.61018 = Cv 0.61018 = 2.378 CvCv = 0.256
Aliran Laminer6. 7. 0.02105 0.02105 = Cv 0.02105 = 1.293 CvCv = 0.0168. 0.03158 0.03158 = Cv 0.03158 = 1.274 CvCv = 0.025
Aliran Transisi9. 0.07719 0.07719 = Cv 0.07719 = 1.274 CvCv = 0.061
Menghitung Bilangan Reynold (Nre)
= 998.8 kg/m3 = 0.0009 kg/m.sAliran Turbulen1. 2. Nre = Nre = 46787.063. Nre = Nre = 40696.144. Nre = Nre = 33127.455. Nre = Nre = 22346.25
Aliran Laminer6. 7. Nre = Nre = 7718. Nre = Nre = 1156.51
Aliran Transisi9. Nre = Nre = 2827.0
5. Elbow 90o
Menghitung P (Menggunakan manometer minyak) minyak= 805,55 kg/m3 air= 998,8 kg/m3g= 9,8 m/s2
= minyak . g . [(c-d) (a-b)] + air . g (d-b)
Aliran Turbulen1. = [(805.55kg/m3)(9.8m/s2)((641-857)-(515-775))mmHg] + [(998.8kg/m3)(9.8m/s2)(857-775)mmHg] =[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(44)mmHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(82)mmHg] =[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(0.044)mHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(0.082)mHg]=1148.99 kg/ms2 =1148.99 Pa2. = [(805.55kg/m3)(9.8m/s2)((739-855)-(519-778))mmHg] + [(998.8kg/m3)(9.8m/s2)(855-778)mmHg] =[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(43)mmHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(77)mmHg] =[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(0.043)mHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(0.077)mHg]=1093.15 kg/ms2 =1093.15 Pa3. = [(805.55kg/m3)(9.8m/s2)((635-853)-(519-778))mmHg] + [(998.8kg/m3)(9.8m/s2)(853-778)mmHg] =[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(41)mmHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(75)mmHg] =[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(0.041)mHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(0.075)mHg]=1057.79 kg/ms2 =1057.794. = [(805.55kg/m3)(9.8m/s2)((637-854)-(519-778))mmHg] + [(998.8kg/m3)(9.8m/s2)(854-778)mmHg] =[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(42)mmHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(76)mmHg] =[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(0.042)mHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(0.076)mHg]=1075.47 kg/ms2 =1075.47 PaAliran Laminer5. = [(805.55kg/m3)(9.8m/s2)((635-851)-(520-780))mmHg] + [(998.8kg/m3)(9.8m/s2)(851-780)mmHg] =[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(44)mmHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(71)mmHg] =[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(0.044)mHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(0.071)mHg]=1042.32 /ms2 =1042.32 Pa6. = [(805.55kg/m3)(9.8m/s2)((636-853)-(519-779))mmHg] + [(998.8kg/m3)(9.8m/s2)(853-779)mmHg]=[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(43)mmHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(74)mmHg]=[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(0.043)mHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(0.074)mHg]= 1063.79 kg/ms2 =1063.79 PaAliran Transisi7. = [(805.55kg/m3)(9.8m/s2)((637-854)-(519-779))mmHg] + [(998.8kg/m3)(9.8m/s2)(854-779)mmHg]=[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(43)mmHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(75)mmHg]=[(805.55kg/m3)(9.8m/s2)(0.043)mHg] + [(998.8kg/m3) (9.8m/s2)(0.075)mHg]=1073.58 kg/ms2 =1073.58 Pa
Menghitung VoVo = Q/AA= 1/4D2= 1/4 x 3.14 x (0.039m)2= 0.001194 m2Aliran Turbulen
10.
1. Vo = Q/A= (0.000749 m3/s)/( 0.001194 m2)= 0.62739 m/s2. Vo = Q/A= (0.000489 m3/s)/( 0.001194 m2)= 0.40972 m/s3. Vo = Q/A= (0.000295 m3/s)/( 0.001194 m2)= 0.24682 m/s4. Vo= Q/A= (0.000316m3/s)/( 0.001194 m2)= 0.26482 m/s
Aliran Laminer5. 6. Vo = Q/A= (0.000036 m3/s)/( 0.001194 m2)= 0.03015 m/s7. Vo = Q/A= (0.000026 m3/s)/( 0.001194 m2)= 0.02178 m/s
Aliran Transisi8. Vo = Q/A= (0.000062 m3/s)/( 0.001194 m2)= 0.05151 m/s
Menghitung konstanta elbow
Ke= = 998.8 kg/m3 = 1
Aliran Turbulen1. 2. Ke= Ke = 0.59703. Ke= Ke = 1.33064. Ke= Ke = 3.54795. Ke= Ke = 3.1333
Aliran Laminer6. 7. Ke= Ke = 234.27688. Ke= Ke = 458.3979
Aliran Transisi9. Ke= Ke = 82.6831 Menghitung Bilangan Reynold (Nre)
= 998.8 kg/m3 = 0.0009 kg/m.sAliran Turbulen10. 1. Nre = Nre =27154.142. Nre = Nre = 17733.023. Nre = Nre = 10682.594. Nre = Nre = 11461.94
Aliran Laminer5. 6. Nre = Nre = 1304.967. Nre = Nre = 924.47
Aliran Transisi8. Nre = Nre = 2229.31
6. Pipa Lurus di Venturimeter1. Pressure drop karena gesekan (P)Rumus umum (manometer minyak) : P = minyak.g.(h1minyak - h2minyak) + air.g.hairP = minyak.g.((d-c) - (b-a)) + air.g.(d-b)P= minyak . g . [(d-c) (b-a)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,088) + (998,8 x 9,8 x 0,072)= 1339,4596 PaP= minyak . g . [(d-c) (b-a)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,089) + (998,8 x 9,8 x 0,073)= 1417,1422 PaP= minyak . g . [(d-c)-(b-a] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,091) + (998,8 x 9,8 x 0,074)= 1442,7193 PaP= minyak . g . [(d-c) (b-a)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,189) + (998,8 x 9,8 x 0,073)= 2206,5812 PaP= minyak . g . [(d-c) (b-a)] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,239) + (998,8 x 9,8 x 0,097)= 2836,2185PaP= minyak . g . [(d-c)-(b-a] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,234) + (998,8 x 9,8 x 0,094)= 2767,3818 PaP= minyak . g . [(d-c)-(b-a] + air . g (d-b) = (805,55 x 9,8 x 0,214) + (998,8 x 9,8 x 0,085)= 2521,3998Pa
1. Menghitung Vo Vo = Q/A A = x 3,14 x (0,039 m )2 = 0,001197 m2
Vo= = 0,02661 m/sVo= = 0,03012 m/sVo= = 0,07179 m/sVo= = 0,68732 m/sVo= = 0,68221 m/sVo= = 0,55377 m/sVo= = 0,41562 m/s
d. Mencari Fanning Friction Factor (f)Rumus umum : D = 0,039 mL = 0,9 m = 1 = = 42,87303 = = 52,33946 = = 6,07249 = = 0,10132 = = 0,13219 = = 0,19576 = = 0,31664
a. Menghitung Bilangan Reynold (Nre)
= 998.8 kg/m3 = 0.0009 kg/m.sD= 0,039 m = = 1151,7161 = = 1303,6337 = = 3107,1669 = = 29748,1260 = = 29526,9584 = = 23967,9039 = = 17988,5877
b. Menghitung Friction LossRumus umum :
Top Related