Laporan Praktikum
Mesin Fluida
“Pengukuran Aliran Tunak Pada Saluran Terbuka
Dan Pengujian Karakteristik Dasar Pompa”
Oleh :
Veny Martiani
121724030
2C – TPTL
Jurusan Teknik Konversi Energi
Politeknik Negeri Bandung
2014
Pengukuran Aliran Tunak di Saluran Terbuka
I. Tujuan Percobaan
Setelah mempelajari dan melakukan pengukuran aliran tunak anda diharapkan dapat:
1. Menjelaskan tentang aliran tunak pada saluran terbuka
2. Menjelaskan cara penggunaan meter hook & point pada pengukuran aliran yang
melintasi celah
3. Menjelaskan cara penggunaan tangki volumetrik untuk pengukuran laju aliran yang
melintasi celah
4. Menghitung laju aliran yang melintasi celah
5. Menemukan faktor koreksi untuk jenis-jenis celah yang digunakan untuk melakukan
pengukuran
II. Dasar Teori
Banyaknya fluida yang melalui saluran terbuka sering diukur dengan menggunakan
suatu bendung (weir). Dengan bendung, aliran akan mengalir lewat suatu celah. Bentuk celah
biasanya berbentuk persegi empat (U), segitiga (V), atau trapezium, dan dapat dipasang pada
aliran air sesuai yang dikehendaki seperti yang terlihat pada gambar berikut
Untuk menganalisis suatu bending perlu dilakukan asumsi sebagai berikut:
Tekanan pada leher atas dan bawah sama yaitu tekanan atmosfer
Plat bending pada posisi tegak lurus dengan aliran hulu yang rata
Puncak bendung (celah) runcing dan aliran menuju puncak bendung dalam kondisi
normal
Tekanan yang hilang diabaikan pada waktu aliran menuju bendung
Saluran seragam dengan sisi hulu dan hilir bendung
Kecepatan aliran menuju bending seragam dan taka da gelombang permukaan
Jelas bahwa model matematis dengan asumsi diatas tidak menampilkan konsidi yang
nyata didalam bending. Meskipun demikian, hal ini diperbolehkan untuk perhitungan aliran
yang melintas bendung (sebagai pendekatan). Hasil yang diperoleh, kemudian dapat dirubah
agar sesuai sengan hasil yang diperoleh dari percobaan.
Rumus:
a. Celah bentuk U
1. Mencari Qteoritis : 23√2g B
2√H 3
Dengan : Q : Laju Aliran (m3/s)
B : Lebar celah
G : grafitasi (9,81 m/s2)
H : Kedalaman air (m)
2. Mencari Qaktual : Vt
3. Mencari Cd (coefficient debit)
Cd=QaktualQteori
b. Celah bentuk V
Rumus:
1. Mencari Qteoritis : 8
15√2g H
52 tg∝
Dengan : Q : Laju Aliran (m3/s)
G : grafitasi (9,81 m/s2)
H : Kedalaman air (m)
2. Mencari Qaktual : Vt
3. Mencari Cd (coefficient debit)
Cd=QaktualQteori
Pengukuran
1. Tangki volumetric
Tangki ini sudah diskala dalam liter sehingga mudah menghitung laju alirannya.
Q= volumewaktu
=Vt
(l /s)
2. Meter Hook dan Point
posisi nol: atur Hook sehingga ujung menyentuh permukaan, set angka nol skala dan
kencangkan ulir B. pengaturan dilakukan dengan mengatur ulir A sampai mendekati
permukaan bebas dan gunakan pengaturan yang halus sampai ujung Hook menyentu
air.
III. Langkah Kerja
Peralatan
Peralatan utama yang digunakan dalam pengukuran aliran tunak disaluran terbuka adalah:
1. Instalasi pengujian pompa, yaitu menggunakan pompa sentrifugal.
2. Bending bentuk V dan U
3. Meter, Hook dan Point Gauge
4. Stop watch
Persiapan
1. Pasang pompa sentrifugal
2. Hidupkan pompa dan biarkan air mengisi salauran dan jika air mulai mengalir
melewati bendung, matikan pompa, dan biarkan kelebihan air melewati bendung. Ini
merupakan level dasar celah bendung
3. Atur vernier Hook point gage ke posisi nol
Prosedur pengujian
1. Operasikan salah satu pompa dari pompa roda gigi, pompa turbin sentrifugal pada
putaran tertentu. Jika digunakan pompa aksial buka penutup masukanke pompa pada
tangki volumetric, sebelumnya isi tangki volumetric terlebih dahulu
2. Atur laju aliran (debit) air
3. Ukur debit riil dari tangki volumetric dengan mengukur jumlah volume air pada
tangki dan catat waktu yang diperlukan danga stopwatch
4. Pada waktu yang bersamaan ukur ketinggian air H dan lebar B pada bendung
5. Ukur kurang lebih 10 pengukuran dengan jumlah volume yang berbeda gunakan
katup control untuk mengaturnya
6. Dapatkan factor koreksi untuk bentuk celah yang berbeda dengan membandingkan 2
pengukuran volume yang berbeda.
IV. Data Pengukuran
Data celah bentuk U
Tabel 4.1 Data Celah Bentuk U
N
o
B
[m]
H
[m]
Pengukuran V=5 l ; dengan t= . . . [s]V [m3] H^3/2
1 2 3 4 5 Rata-rata
1 0,050,010
525,03 22,72 24,14 26,38 25,86 24,83 0,005
0,00107
6
2 0,05 0,011 20,14 21,47 21,39 23,5 24,64 22,23 0,0050,00115
4
3 0,05 0,015 18,57 18,09 19,68 20,57 20,57 19,50 0,0050,00183
7
4 0,050,016
515,28 17,5 17,25 18,28 19,27 17,52 0,005
0,00211
9
5 0,05 0,018 15,38 15,45 16,31 14,85 17,25 15,85 0,0050,00241
5
6 0,050,018
514,43 14,09 14,26 15,34 16,53 14,93 0,005
0,00251
6
7 0,050,019
512,32 14,51 13,88 15,91 14,91 14,31 0,005
0,00272
3
8 0,05 0,021 12,22 12,29 13,19 13,8 14,43 13,19 0,0050,00304
3
9 0,050,021
511,74 12,65 13,25 12,02 14,17 12,77 0,005
0,00315
3
10 0,05 0,022 11,29 11,93 11,77 12,9 12,92 12,16 0,0050,00326
3
11 0,050,023
510,55 11,43 11,84 11,99 12,03 11,57 0,005
0,00360
2
12 0,05 0,025 9,38 10,3 9,74 10,92 11,28 10,32 0,0050,00395
3
Perhitungan celah bentuk U
Qteori (Qi) Qaktual (Qa) Cd
Data No.7
=23√2g B H
32
=
23√2 (9,81 ) .0,05 .0,002723
= 0,000402 [m3/s]
Qaktual=Vt
= 5x 10−3
14,31det
=0,000350 [m3/s]
Cd=QaktualQteori
= 0,000350[m3 /s ]0,000402[m3 /s ]
= 0,8693
Tabel 4.2 Data Hasil Perhitungan Celah Bentuk U
N
o
B
[m]
H
[m]
Pengukuran V=5 l ; dengan t= . . . [s]V
[m3]H^3/2
Qa
[m3/s]
Qi
[m3/s]Cd
1 2 3 4 5Rata-
rata
10,0
5
0,010
5
25,0
3
22,7
2
24,1
4
26,3
8
25,8
624,83
0,00
5
0,00107
6
0,00020
1
0,00015
9
1,267
8
20,0
50,011
20,1
4
21,4
7
21,3
923,5
24,6
422,23
0,00
5
0,00115
4
0,00022
5
0,00017
0
1,320
5
30,0
50,015
18,5
7
18,0
9
19,6
8
20,5
7
20,5
719,50
0,00
5
0,00183
7
0,00025
6
0,00027
1
0,945
5
40,0
5
0,016
5
15,2
817,5
17,2
5
18,2
8
19,2
717,52
0,00
5
0,00211
9
0,00028
5
0,00031
3
0,912
2
50,0
50,018
15,3
8
15,4
5
16,3
1
14,8
5
17,2
515,85
0,00
5
0,00241
5
0,00031
5
0,00035
7
0,884
8
60,0
5
0,018
5
14,4
3
14,0
9
14,2
6
15,3
4
16,5
314,93
0,00
5
0,00251
6
0,00033
5
0,00037
2
0,901
4
70,0
5
0,019
5
12,3
2
14,5
1
13,8
8
15,9
1
14,9
114,31
0,00
5
0,00272
3
0,00035
0
0,00040
2
0,869
3
80,0
50,021
12,2
2
12,2
9
13,1
913,8
14,4
313,19
0,00
5
0,00304
3
0,00037
9
0,00044
9
0,843
9
90,0
5
0,021
5
11,7
4
12,6
5
13,2
5
12,0
2
14,1
712,77
0,00
5
0,00315
3
0,00039
2
0,00046
5
0,841
5
100,0
50,022
11,2
9
11,9
3
11,7
712,9
12,9
212,16
0,00
5
0,00326
3
0,00041
1
0,00048
2
0,853
3
110,0
5
0,023
5
10,5
5
11,4
3
11,8
4
11,9
9
12,0
311,57
0,00
5
0,00360
2
0,00043
2
0,00053
2
0,812
6
120,0
50,025 9,38 10,3 9,74
10,9
2
11,2
810,32
0,00
5
0,00395
3
0,00048
4
0,00058
4
0,829
8
Nilai rata-rata Cd Celah U Cd = 0,9402
Data Celah Bentuk V
Tabel 4.3 Data Celah Bentuk V
N
o
α=45
tg α
H
[m]
Pengukuran V=5 l ; dengan t= . . . [s]V [m3] H^5/2
1 2 3 4 5 Rata-rata
1
1
0,029 22,71 30,32 26,55 26,46 27,56 26,72 0,0050,000143
2
20,030
521,23 22,12 22,77 24,35 25,43 23,18 0,005
0,000162
5
30,032
518,3 15,92 20,14 21,34 22,67 19,67 0,005
0,000190
4
4 0,034 18,43 16,17 18,97 19,84 20,22 18,73 0,0050,000213
2
5 0,035 16,36 16,49 16,98 18,2 19,85 17,58 0,0050,000229
2
6 0,036 16,23 16,07 16,2 16,75 18,93 16,84 0,0050,000245
9
70,036
513,6 14,3 14,52 15,94 16,12 14,90 0,005
0,000254
5
8 0,037 13,26 14,15 15,06 14,08 15,77 11,81 0,0050,000263
3
9 0,038 11,68 13,01 13,6 14,14 14,24 13,33 0,0050,000281
5
10 0,032 19,36 20,65 20,6 23,55 22,94 21,42 0,0050,000183
2
110,031
519,12 19,91 21,4 22,93 22,58 21,19 0,005
0,000176
1
12 0,033 16,57 18,86 17,71 18,88 20,85 18,57 0,0050,000197
8
Perhitungan celah bentuk V
Qteori Qaktual Cd
Data 1
= 815
√2g H52 tg∝
=8
15√2 (9.81 )¿
= 0,000601 [m3/s]
Qaktual = Vt
= 5x 10−3
14,90det
= 0,000336
[m3/s]
Cd=QaktualQteori
=
0,000336[m3 /s ]0,000601[m3 /s ]
= 0,5582
Tabel 4.4 Data Hasil Perhitungan Celah Bentuk V
Noα=45
tg α
H
[m]
Pengukuran V=5 l ; dengan t= . . . [s]V
[m3]H^5/2
QaV
[m3/s]
Qi
[m3/s]Cd
1 2 3 4 5Rata-
rata
1
1
0,029 22,71 30,32 26,55 26,46 27,56 26,72 0,005 0,0001432 0,000187 0,000338 0,5531
2 0,0305 21,23 22,12 22,77 24,35 25,43 23,18 0,005 0,0001625 0,000216 0,000384 0,5620
3 0,0325 18,3 15,92 20,14 21,34 22,67 19,67 0,005 0,0001904 0,000254 0,000450 0,5650
4 0,034 18,43 16,17 18,97 19,84 20,22 18,73 0,005 0,0002132 0,000267 0,000504 0,5302
5 0,035 16,36 16,49 16,98 18,2 19,85 17,58 0,005 0,0002292 0,000284 0,000541 0,5255
6 0,036 16,23 16,07 16,2 16,75 18,93 16,84 0,005 0,0002459 0,000297 0,000581 0,5112
7 0,0365 13,6 14,3 14,52 15,94 16,12 14,90 0,005 0,0002545 0,000336 0,000601 0,5582
8 0,037 13,26 14,15 15,06 14,08 15,77 11,81 0,005 0,0002633 0,000423 0,000622 0,6804
9 0,038 11,68 13,01 13,6 14,14 14,24 13,33 0,005 0,0002815 0,000375 0,000665 0,5639
10 0,032 19,36 20,65 20,6 23,55 22,94 21,42 0,005 0,0001832 0,000233 0,000433 0,5394
11 0,0315 19,12 19,91 21,4 22,93 22,58 21,19 0,005 0,0001761 0,000236 0,000416 0,5672
12 0,033 16,57 18,86 17,71 18,88 20,85 18,57 0,005 0,0001978 0,000269 0,000467 0,5760
Nilai rata-rata Cd Celah V Cd = 0,5610
Pengujian Karakteristik Dasar Pompa
I. Tujuan Pembelajaran Khusus
Setelah proses pembejalarn berakhir mahasiswa memiliki pengetahuan tentang:
1. Hubungan head dan laju alir volume (debit) air yang dihasilkan oleh suatu
jenis pompa pada putaran n tertentu
2. Menggamba diagram (kurva) yang dibentuk oleh hubungan Head dan laju
alir volume
3. Menghitung Energi poros (daya) yang diberikan untuk kerja pompa Ps =
2π n60
T [ Nms =W ]4. Menghitung energi hidrolik yang dihasilkan oleh kerja pompa
Ph=ρgHQ [ Nms =W ]5. Menghitung Kecepatan spesifik nq = n.Q0.5 /H 0.75
II. Dasar Teori
Instalasi Pengujian
Similarity Laws – Hukum Kesebangunan PompaPompa menambahkan energi ke liquid sehingga liquid mampu dipindahkan dari
tempat/pressure yang lebih rendah ke tempat/pressure yang lebih tinggi. Pada pompa jenis
kinetic (berputar) energi ditambahkan dengan cara memutar liquid memakai impeller.
Flowrate/capacity pompa dapat diubah dengan mengubah speed (rpm) pompa.
Menaikkan speed impeller pompa akan ikut menaikkan flow-nya. Bayangkan kipas angin,
dengan kecepatan putar yang semakin meningkat, angin yang berhembus juga semakin
banyak. Dalam aplikasi di lapangan mengubah speed terkadang tidak praktis terutama bila
penggeraknya motor listrik karena dipengaruhi frekwensi generatornya.
Point Pertama :
Perhatikan gambar 2 impeller yang berbeda diameternya dibawah ini :
Impeller B mempunyai diameter lebih besar, maka kelilingnya pun tentu juga lebih
besar. Sembarang titik pada bagian terluar impeller B akan menempuh jarak yang lebih
panjang daripada titik terluar impeller A. Jika kedua impeller tersebut berputar pada rpm
yang sama maka titik terluar B akan mempunyai kecepatan yang lebih tinggi dibanding titik
terluar A ( Karena titik terluar B akan menempuh jarak yang lebih panjang tetapi jangka
waktu yang sama dengan A) .Kecepatan titik terluar impeller ini disebut Tangential Velocity,
dan dirumuskan dengan :
Dengan diketahuinya tangential velocity suatu impeller dapat dicari Head yang
dihasilkan impeller tersebut.
Jadi semakin tinggi tangential velocitynya maka Head yang dihasilkan pompa
semakin besar. Dapat dikatakan juga diffuser/bowl akan mengubah ke pressure lebih tinggi
bila tangential velocity nya impeller semakin tinggi.
Dari kedua rumus diatas maka didapat
maka, Bila ada 2 pompa yang secara geometris sama dan sebangun maka didapat
perbandingan :
Similarity Law diatas digunakan untuk memprediksi Head baru atau pressure yang
mampu dikeluarkan pompa bila ada perubahan speed N dan/atau diameter impellernya.
Point kedua
Masih dengan analogi kipas angin, pada kecepatan yang sama, baling-baling yang
besar akan menghasilkan hembusan angin yang lebih banyak dibandingkan dengan baling-
baling yang kecil. Demikian pula pada pompa, impeller yang mempunyai diameter lebih
besar akan menghasilkan flowrate/capacity yang lebih banyak.
Flowrate merupakan volume yang dapat dikirimkan pompa dalam putaran tertentu.
Jadi flowrate berbanding lurus dengan putaran pompa (n) dan juga volume yang dihasilkan
sekali putar. Volume berbanding lurus dengan r ^3 atau juga diameter^ 3
Jadi, jika ada 2 pompa sentrifugal yang secara geometris sama tetapi berbeda
impellernya, maka untuk kondisi aliran yang sebangun berlaku hukum sebagai berikut :
Dengan Q = flow rate
n = putaran pompa (rpm)
D = diameter impeller
Aplikasi rumus diatas di lapangan adalah untuk memprediksi flowrate yang dapat
dikirim pompa bila putaran dan diameter impellernya berubah.
Point ketiga
Dengan berubahnya diameter impeller maka flowrate dan Head akan berubah. Beban
yang harus ditanggung pompa (Hydraulic Horse Power/whp) dan Motor (Brake Horse
Power/bhp) pun akan berubah.
Hydraulic Horsepower atau output pompa atau whp adalah Tenaga yang digunakan
pompa untuk mengirimkan liquid (liquid Horsepower).
Angka konstanta 3960 diatas didapat dari besaran foot pounds untuk 1 hp (33.000)
dibagi dengan berat 1 gallon air (8,33 pounds)
Sedangkan Brake Horsepower atau input pompa atau bhp adalah horsepower actual
yang digunakan oleh penggerak (motor listrik atau engine) untuk menggerakkan pompa.
Dari similarity law pada point pertama dan kedua :
Maka bila kita masukkan Q dan H pada rumus whp/bhp (kita sebut saja P atau power)
akan didapat hubungan :
Bila kita buat perbandingan antara 2 pompa yang sebangun akan didapatkan :
Aplikasi rumus diatas di lapangan adalah untuk memprediksi horsepower pompa dan
penggeraknya bila putaran pompa dan diameter impellernya berubah.
III. Tata Tertib Operasi
Persiapan:
1. Sediakan alat tulis untuk mencatat data (lembar rekam data uji pompa)
2. Persiapkan perlengkapan uji pompa yang diperlukan termasuk stopwatch
3. Kalibrasi alat-alat ukur dan setel ulang antara lain kelengkapan ukur dinamometer,
manometer, volumetrik, kecepatan putar pompa
Operasi Pengujian:
1. Pilih pompa uji yang akan dioperasikan
Pemilihan/penentuan kecepatan operasi motor dengan cara memutar alat pengatur
(13) dan terbaca pada monitor/pemantau(14); sebelum dioperasikan lepas dulu
sabuk transmisi atau motor beroperasi tanpa beban guna menyetel dinamometer
pada kondisi seimbang
IV. Data Percobaan
Tabel 4.1 Data Hasil Eksperimen Pompa Pada n = 1000 rpm
No. Perc.Hd
[mH2O]
Hs
[mH2O]
T
Nm
V= 0.002 [m3 dalam waktu s]
1 2 3 4 5 Rata-Rata
1 2 -1,7 0,8 4,38 4,6 4,4 4,34 4,82 4,51
2 2,5 -1,6 0,84 4,42 5,31 5,13 5,55 5,51 5,18
3 3 -1,55 0,86 4,53 6,74 5,45 5,59 4,92 5,45
4 3,5 -1,4 0,86 4,43 6,58 6,05 6,81 6,15 6,00
5 4 -1,2 0,86 5,15 5,83 6,36 6,93 6,37 6,13
6 4,5 -1 0,92 5,9 6,75 6,1 8,34 7,04 6,83
7 5 -0,8 0,92 6,37 7,82 6,81 9,39 7,04 7,49
8 5,5 -0,6 0,92 6,66 7,5 8,24 8,81 7,58 7,76
9 6 -0,5 0,96 8,78 9,33 10,24 9,69 9,1 9,43
10 6,5 -0,45 0,96 8,79 10,27 11,97 10,8 11,81 10,73
11 7 -0,35 1,02 10,15 11 11,81 12,18 11,92 11,41
12 7,5 -0,3 1,03 10,78 12,04 15,41 13,34 14,26 13,17
Tabel 4.2 Data Hasil Eksperimen Pompa Pada n = 1100 rpm
No. Perc.Hd
[mH2O]
Hs
[mH2O]
T
Nm
V= 0.002 [m3 dalam waktu s]
1 2 3 4 5 Rata-Rata
1 2 -2,4 0,94 3,57 4,51 5,1 4,39 4,48 4,41
2 2,5 -2,3 0,94 3,66 4,25 4,53 4,99 5,04 4,49
3 3 -2,1 0,96 4,29 5,13 4,96 5 4,25 4,73
4 3,5 -2 0,96 4 3,11 4,6 4,62 4,92 4,25
5 4 -1,8 1 4,02 5,11 4,7 4,9 4,91 4,73
6 4,5 -1,4 1,02 4,12 5,81 5,36 5,66 5,72 5,33
7 5 -1,3 1,04 6 5,51 5,78 5,42 6,44 5,83
8 5,5 -1,2 1,04 6,73 5,67 5,7 5,75 6,63 6,10
9 6 -1 1,08 5,74 6,73 6,73 7,01 6,64 6,57
10 6,5 -0,6 1,12 6,26 7,49 7,04 7,73 7,91 7,29
11 7 -0,6 1,12 6,16 8,11 7,4 7,89 8,73 7,66
12 7,5 -0,55 1,12 7,1 8,47 8,47 8,04 8,88 8,19
Tabel 4.3 Data Hasil Eksperimen Pompa Pada n = 1200 rpm
No. Perc.Hd
[mH2O]
Hs
[mH2O]
T
Nm
V= 0.002 [m3 dalam waktu s]
1 2 3 4 5 Rata-Rata
1 2,1 -2,8 1,02 2,89 4,08 3,91 4 5,12 4,00
2 2,5 -2,55 1,02 3,86 4,2 4,12 4,06 3,92 4,03
3 3 -2,5 1,04 3,35 4,22 3,93 4,49 3,88 3,97
4 3,5 -2,3 1,05 4,43 4,3 4,52 5,35 4,53 4,63
5 4 -2,15 1,06 3,41 4,75 4,33 4,93 4,21 4,33
6 4,5 -1,7 1,1 3,86 5,01 5,01 4,77 4,73 4,68
7 5 -1,6 1,1 4,53 5,2 4,84 4,9 5,18 4,93
8 5,5 -1,5 1,14 4,68 5,66 5,13 5,31 5,68 5,29
9 6 -1,3 1,15 4,9 5,67 5,72 5,91 5,82 5,60
10 6,5 -1 1,18 5,14 6,34 6,13 6,06 6,59 6,05
11 7 -0,9 1,22 5,87 6,96 6,65 6,59 7,3 6,67
12 7,5 -0,8 1,22 5 7,86 6,48 6,89 7,43 6,73
V. Perhitungan Data
Setelah mendapatkan data hasil pengukuran pada Tabel 4.1-4.3 pada
percobaan ke-2, diketahui nilai-nilai yang didapatkan pada data percobaan no.2
yaitu:
Hd = 2,5 [mmH2O]
Hs = -1,6 [mmH2O]
T = 0,84 Nm
t = 5,18 s
V = 0,002 m3
n motor = 1000 rpm
n pompa = 2121,43
rpm
ρ = 997,1 kg/m3
g=¿9,81m/s2
Maka akan didapatkan :
a. Tinggi Tekan/ Head (H)
H = Hd-Hs
= 2,5 –(-1,6) = 4,1[mmH2O]
b. Laju Aliran/ Debit (Q)
Q = Vt
Q = (0,002m3
5,18 s)
Q = 0,00039m3/s
c. Energi Poros/ Daya Masukkan
(Ps)
Ps = ωx T
= 2πn60
x T
= 2π .1000
60 x 0,84 Nm = 87,96
Watt
d. Energi Hidrolik
PH = ρ .g .Q .H
= 997,1 kg/m3. 9,81m/s2. 0,00039m3/s. 4,1
= 15,47 Watt
e. ηPompa
ηP = P HPs
= 15,47Watt87,96Watt
= 17,589 %
f. Kecepatan Spesifik (nq)
nq = n pompa . Q0,5 / H0,75
= 2121,43rpm. (0,00039)0,5m3/s /¿3,7 )0,75
=13,15 rpm
Dengan menggunakan cara perhitungan yang sama, maka didapatkan data hasil
perhitungan sebagai berikut :
Tabel 5.1 Data Hasil Eksperimen Pompa Turbin Pada n = 1000 rpm
No
Perc.
H
[mH2O]
T
[Nm]
Q
[m3/s]
Ps
[W]
Ph
[W]
ηP (%)
(Ph/Ps)
nq
[rpm]
1 3,7 0,8 0,00044 83,78 16,06 19,166 15,23
2 4,1 0,84 0,00039 87,96 15,47 17,589 13,15
3 4,55 0,86 0,00037 90,06 16,34 18,149 11,86
4 4,9 0,86 0,00033 90,06 15,97 17,728 10,69
5 5,2 0,86 0,00033 90,06 16,60 18,433 10,12
6 5,5 0,92 0,00029 96,34 15,76 16,361 9,19
7 5,8 0,92 0,00027 96,34 15,16 15,733 8,43
8 6,1 0,92 0,00026 96,34 15,38 15,966 7,98
9 6,5 0,96 0,00021 100,53 13,49 13,416 6,90
10 6,95 0,96 0,00019 100,53 12,67 12,607 6,15
11 7,35 1,02 0,00018 106,81 12,60 11,796 5,72
12 7,8 1,03 0,00015 107,86 11,59 10,744 5,09
Tabel 5.2 Data Hasil Eksperimen Pompa Turbin Pada n = 1100 rpm
No
Perc.
H
[mH2O]
T
[Nm]
Q
[m3/s]Ps [W]
Ph
[W]ηP (Ph/Ps) nq [rpm]
1 4,4 0,94 0,00045 108,28 19,52 18,026 14,87
2 4,8 0,94 0,00045 108,28 20,90 19,297 13,80
3 5,1 0,96 0,00042 110,58 21,11 19,091 12,86
4 5,5 0,96 0,00047 110,58 25,32 22,894 12,81
5 5,8 1 0,00042 115,19 24,00 20,834 11,67
6 5,9 1,02 0,00037 117,50 21,64 18,417 10,85
7 6,3 1,04 0,00034 119,80 21,14 17,646 9,88
8 6,7 1,04 0,00033 119,80 21,50 17,948 9,23
9 7 1,08 0,0003 124,41 20,84 16,754 8,60
10 7,1 1,12 0,00027 129,01 19,06 14,776 8,08
11 7,6 1,12 0,00026 129,01 19,41 15,049 7,49
12 8,05 1,12 0,00024 129,01 19,22 14,901 6,94
Tabel 5.3 Data Hasil Eksperimen Pompa Turbin Pada n = 1200 rpm
No
Perc.
H
[mH2O]
T
[Nm]Q [m3/s]
Ps
[W]
Ph
[W]ηP (Ph/Ps) nq [rpm]
1 4,9 1,02 0,0005128,1
823,96 18,697 15,71
2 5,05 1,02 0,0005128,1
824,50 19,116 15,30
3 5,5 1,04 0,0005130,6
927,08 20,717 14,46
4 5,8 1,05 0,00043131,9
524,53 18,589 12,88
5 6,15 1,06 0,00046133,2
027,81 20,879 12,74
6 6,2 1,1 0,00043138,2
325,94 18,765 12,18
7 6,6 1,1 0,00041138,2
326,19 18,947 11,32
8 7 1,14 0,00038143,2
625,88 18,063 10,45
9 7,3 1,15 0,00036144,5
125,48 17,634 9,84
10 7,5 1,18 0,00033148,2
824,24 16,350 9,28
11 7,9 1,22 0,0003153,3
123,16 15,105 8,50
12 8,3 1,22 0,0003 153,3 24,12 15,733 8,16
1
VI. Pembahasan
Pengukuran aliran tunak pada saluran terbuka
Pada praktikum Pengukuran aliran tunak pada saluran terbuka kami
melakukan beberapa kali pengambilan data pada penampang celah V dan untuk celah
U. Dari masing-masing penampang dilakukan pengambilan data dengan cara
mengatur bukaan katup yang berbeda-beda mulai dari bukaan katup kran terbuka
penuh sampai tertutup penuh. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan karakteristik
pompa dan koefisien celah U dan Celah V sebelum melakukan praktikum terlebih
dahulu mengecek jumlah air di penampungan jika kurang maka air tidak akan
mengalir oleh karena itu harus di tambah airnya, lalu mengatur atau mengkalibrasi
torka meter dengan cara membuka v-belt nya terlebih dahulu.
Dari hasil percobaan celah pompa didapatkan data bahwa koefisien debit celah
U adalah 0,9402dan untuk nilai koefisien debit celah V adalah 0,5610. Koefisien debit
dipengaruhi oleh debit aliran secara teori dan juga aktualnya.
Pengujian karakteristik dasar pompa
Dari hasil data perhitungan didapatkan parameter-parameter yang
menunjukkan karakteristik dasar pompa yang dapat terlihat pada grafik.
1. Kurva Energi Poros terhadap Debit
0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.00060.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00f(x) = 191819620.77616 x² − 273855.483205895 x + 218.01102569719R² = 0.972061883171426
f(x) = 78148854.6533858 x² − 153888.00546711 x + 163.471492502833R² = 0.954558860912256
f(x) = 98311020.859009 x² − 136670.841646589 x + 125.633206277124R² = 0.958484185748278
Kurva Energi Poros terhadap Debit
n=1000 rpmPolynomial (n=1000 rpm)n=1100 rpmPolynomial (n=1100 rpm)n=1200 rpmPolynomial (n=1200 rpm)
Q [m3/s]
Ps [W
]
Untuk kurva debit terhadap daya poros didapatkan model kurva linier ke arah
bawah dari data percobaan. Hal ini menunjukan bahwa semakin besar debit air dari
pompa maka semakin kecil daya porosnya. Dari data kurva urutan grafik dari yang
tertinggi ke paling rendah adalah rpm 1200 lalu 1100 lalu 1000 rpm maka didapatkan
kesimpulan semakin tinggi kecepatan putarannya maka semakin tinggi daya poros
pompa.
2. Kurva Head terhadap Debit
0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.00060123456789
10
f(x) = 1710328.9403108 x² − 15661.5321981364 x + 12.6050718096972R² = 0.951903028215356f(x) = 24891737.425732 x² − 31258.9324829422 x + 14.0953764560985R² = 0.909702725289095
f(x) = 12700989.6377056 x² − 21365.3824295283 x + 10.6405237845052R² = 0.991231986350287
Kurva Head terhadap Debit
n=1000 rpmPolynomial (n=1000 rpm)n=1100 rpmPolynomial (n=1100 rpm)n=1200 rpmPolynomial (n=1200 rpm)
Q [m3/s]
H [m
H2O
]
Untuk kurva debit terhadap head kurva membentuk model polynom ke arah
bawah, yang berarti semakin besar debit air dari pompa maka headnya semakin kecil.
Dilakukan percobaan pada putaran yang berbeda-beda. Dari data kurva urutan grafik
dari yang tertinggi ke paling rendah adalah rpm 1200 lalu 1100 dan 1000 rpm maka
didapatkan kesimpulan semakin tinggi kecepatan putarannya maka semakin tinggi
nilai headnya.
3. Kurva Energi Hidrolik terhadap Debit
0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.00060.00
3.00
6.00
9.00
12.00
15.00
18.00
21.00
24.00
27.00
30.00
f(x) = − 134480979.946701 x² + 116509.766073787 x + 0.798680191049736R² = 0.393653975708371f(x) = 142.09479829666 x^0.240196344127454R² = 0.407960070911476
f(x) = − 99678707.2355174 x² + 73875.4730561433 x + 2.5926368335536R² = 0.958660841713599
Kurva Energi Hidrolik terhadap Debit
n=1000 rpmPolynomial (n=1000 rpm)n=1100 rpmPower (n=1100 rpm)n=1200 rpmPolynomial (n=1200 rpm)
Q [m3/s]
Ph [W
]
Untuk kurva debit terhadap daya fluida kurva membentuk model polynomial
keatas, yang berarti semakin besar debit air dari pompa semakin besar pula daya
hidrolik pompanya. Tetapi karena model kurva berbentuk poly maka ada masanya
pula grafik menurun kebawah sehingga tidak selalu semakin besar debit semakin
besar pula daya fluida pompa. Dari data kurva urutan grafik dari yang tertinggi ke
paling rendah adalah rpm 1200 lalu 1100 lalu 1000 maka didapatkan kesimpulan
semakin tinggi kecepatan putarannya semakin besar daya hidroliknya. Kecepatan
putar 1000 rpm adalah saat daya fluida paling cepat menunjukan penurunan daya
hidrolik pompa.
4. Kurva Efisiensi terhadap Debit
0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.00060.000
3.000
6.000
9.000
12.000
15.000
18.000
21.000
24.000
f(x) = − 104065068.96342 x² + 104685.372777182 x − 6.61694082375015R² = 0.854703839392021
f(x) = 1173.69860801841 x^0.526918412031976R² = 0.817797287472313f(x) = − 97472661.719409 x² + 85907.9974483102 x − 0.127342485395057
R² = 0.974664212156414
Kurva Efisiensi terhadap Debit
n=1000 rpmPolynomial (n=1000 rpm)n=1100 rpmPower (n=1100 rpm)n=1200 rpmPolynomial (n=1200 rpm)Polynomial (n=1200 rpm)
Q [m3/s]
η [%
]
Untuk kurva debit terhadap efisiensi kurva membentuk model poly keatas, yang
berarti semakin besar debit air dari pompa semakin besar pula efisiensi pompanya. Tetapi
karena model kurva berbentuk polynom maka ada masanya pula grafik menurun kebawah
sehingga tidak selalu semakin besar debit semakin besar pula efisiensi pompa.. Dari data
kurva urutan grafik dari yang tertinggi ke paling rendah adalah rpm 1200 lalu 1100 dan 1000
rpm maka didapatkan kesimpulan efisiensi tidak tergantung pada kecepatan putarannya. Dari
grafik dapat diketahui bahwa pada putaran 1000 rpm didapatkan efisiensi paling tinggi dari
percobaan sehingga kecepatan putaran 1000 rpm adalah kecepatan yang ideal untuk percoban
ini. Dan pada rpm 1000 adalah rpm yang paling cepat menunjukan penurunan efisiensi
VII. Kesimpulan
Dari hasil eksperimen yang dilakukan pada dua percobaan yakni
pengukuran aliran tunak pada saluran terbuka dan pengujian karakteristik dasar
pompa dapat disimpulkan bahwa :
Koefisien debit celah U adalah 0,9402
Koefisien debit celah V adalah 0,5610
Dari parameter-parameter yang telah dihitung, didapatkan karakteristik pompa
sebagai berikut :
Semakin besar debit semakin kecil nilai headnya
Semakin besar nilai rpm semakin besar headnya
Efisiensi pompa rata-rata pada putaran 1000 rpm adalah 15,641 % , pada 1100
rpm =adalah 17,969 % dan pada 1200 rpm adalah 18,216 %
Kurva debit terhadap efisiensi berbentuk polynom maka dapat diketahui
efisiensi maksimalnya
Semakin besar nilai kecepatan semakin besar nilai daya hidroliknya
Semakin besar debit semakin kecil daya porosnya, hal ini disebabkan karena
nilai torka yang semakin tinggi ketika debit semakin rendah.
Semakin besar kecepatan putarnya semakin besar nilai daya poros pompa
DAFTAR PUSTAKA
Maridjo, Drs. 1995. Petunjuk Praktikum Mesin Konversi. Bandung: Pusat
Pengembangan Politeknik,
Modul Praktikum Mesin Fluida: Pengukuran aliran tuak pada saluran terbuka &
pengujian karakteristik dasar pompa. Jurusan teknik konversi energi, Politeknik Negeri
Bandung
http://ayahmuthia.wordpress.com/2011/10/18/similarity-laws-hukum-
kesebangunan-pompa/ diakses pada 18-06-2014 pukul 15.25
Top Related