BAB I

APPARATUS FLUID FLOW

1.1. Tujuan Percobaan

Mengukur transportasi fluida yang meliputi:˗ Kecepatan aliran fluida.˗ Head loss karena faktor gesekan dalam pipa lurus, fitting, sudden contraction,

sudden enlargement, dan valve.1.2. Tinjauan Pustaka

Fluida didefinisikan sebagai zat yang dapat mengalir yaitu zat cair dan zat gas(termasuk gas yang terionisasi atau plasma)

Dinamika fluida adalah cabang ilmu yang mempelajari fluida dalam keadaan bergerak. Dalam dinamika fluida dibedakan dua macam aliran yaitu aliran fluida yang relatif sederhana yang disebut aliran laminer dan aliran yang komplek yang disebut sebagai aliran turbulen. Gambar 1.2.1 melukiskan suatu bagian pipa yang mana fluida mengalir dari kiri ke kanan. Jika aliran dari type laminer maka setiap partikel yang lewat titik A selalu melewati titik B dan titik C. Garis yang menghubungkan ketiga titik tersebut disebut garis arus atau streamline. Bila luas penampang pipa berlainan maka besarnya kecepatan partikel pada setiap titik juga berlainan. Tetapi kecepatan partikel-partikel pada saat melewati titik A akan sama besarnya. Demikian juga saat melewati titik B dan C.

Gambar 1.2.1. Aliran sederhana

Hukum kekekalan massa:Input = output + akumulasi

Pada fluida mengalir dengan keadaan steady state, akumulasinya adalah nol sehingga diperoleh:

laju input = laju output

Gambar 1.2.2. Kesetimbangan massa pada sistem aliran

Gambar 1.2.1. menunjukkan fluida masuk pada suatu area A1, dengan kecepatan v1, dan densitas ρ1 kemudian fluida keluar pada area A2 dengan kecepatan rata-rata v2. Hukum kekekalan massa menjadi:m = ρ1 A 1 v1= ρ2 A 2 v2

[1] (1.2.1)

Bilangan Reynold merupakan bilangan tak berdimensi yang dapat membedakan suatu aliran dinamakan laminer, trasnsisi, atau turbulen. Rumus dari bilangan Reynold adalah sebagai berikut:

NRe=D .v . ρ

μ (1.2.2)Macam-macam aliran fluida :1. Aliran laminar

Aliran laminar didefinisikan sebagai aliran dengan fluida yang bergerak dalam lapisan-lapisan, atau laminar-laminar dengan satu lapisan meluncur secara lancar. Dalam aliran laminar ini viskositas berfungsi untuk meredam kecenderungan terjadinya gerakan relative antara lapisan.

2. Aliran transisiAliran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminar ke aliran turbulen.

3. Aliran turbulenAliran turbulen didefinisikan sebagai aliran yang dimana pergerakan dari partikel - partikel fluida sangat tidak menentu karena mengalami percampuran serta putaran partikel antar lapisan, yang mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian fluida ke bagian fluida yang lain dalam skala yang besar. Dalam keadaan aliran turbulen maka turbulensi yang terjadi mengakibatkan tegangan geser yang merata diseluruh fluida sehingga menghasilkan kerugian-kerugian aliran.

Head loss (hL) adalah tekanan yang hilang karena adanya friksi dalam pipa. Rumus umum head loss adalah:

hL=4f× L×v2

2D (1.2.3)

Macam-macam head loss pada sistem perpipaan:1. Head loss karena pipa lurus

Head loss terjadi karena adanya friksi antara fluida dan permukaan pipa yang lurus.

H f=4×f ×L× v2

2D (1.2.4)

2. Head loss karena adanya pengecilan diameter pipa (sudden contraction losses)Head loss terjadi karena adanya fluida yang dialirkan pada pipa besar yang tiba-tiba mengecil sehingga terjadi friksi (gesekan).

Kc=0,55×(1−A2

A1

)

(1.2.5)

hc=Kc×v2

2

2α

(1.2.6)

3. Head loss karena adanya pembesaran diameter pipa (sudden enlargement losses)Head loss terjadi karena adanya fluida yang dialirkan pada pipa kecil yang tiba-tiba membesar sehingga terjadi friksi (gesekan).

Kex=(1−A2

A1

)2

(1.2.7)

hex=K ex×v2

2

2α

(1.2.8)

4. Head loss karena adanya sambungan pipa (fitting)Head loss dapat mengganggu aliran normal fluida karena banyaknya gesekan yang tergadi di setiap belokan pipa.

h f=K f ×v1

2

2

(1.2.9)

Fitting digunakan dalam sistem perpipaan sebagai panyambung pipa atau silinder sistem lurus, mengadaptasikan bentuk dan ukuran pipa yang berbeda, dan untuk mengatur aliran fluida cair, gas bahkan kadang-kadang padat.Jenis-jenis Fitting- Socket (coupling)

Socket adalah salah satu jenis accessories pemipaan, dimana fungsi dari socket ini adalah untuk membantu melakukan penyambungan 2 buah pipa yang berdiameter sama.Ukuran socket mengikuti ukuran pipa tembaga lunak tetapi dinyatakan dengan

ukuran diamter dalam atau ID. Pipa kopling adalah alat kelengkapan yang membantu untuk memperpanjang atau mengakhiri pipa berjalan. Peralatan ini juga digunakan untuk mengubah ukuran pipa. Kopling memperpanjang berlari dengan menggabungkan dua potong pipa. Mereka dikenal sebagai coupling pengurang (reduced coupling) jika mereka digunakan untuk menghubungkan pipa dari berbagai ukuran.

- Reducing Socket (pipa perendam)Reducing socket adalah salah satu jenis accesoris pemipaan, dimana fungsi dari reducing socket ini untuk membantu melakukan penyambungan 2 (dua) buah pipa yang diameternya berbeda. Ukuran reducing socket sama seperti ukuran pipa tembaga.

- Bengkokan pipa (Elbows)Elbow pipe, ini berarti suatu pipa panjang dengan tikungan tajam di dalamnya. Pipesiku adalah aksesori yang cocok digunakan secara luas di berbagai sektor industri dalam pipa. Sebuah pipa siku yang sering digunakan dalam aplikasi bertekanan dan tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran untuk digunakan dalam aplikasi yang berbeda. Sebuah pipa siku  adalah tepat di antara dua potong pipa atau tabung memungkinkan perubahan arah, biasanyadi 90 ° atau 45 ° arah.

- Ferrule Pipe FittingsSebuah pipa ferrule adalah jenis pipa yang terbuat dari berbagai bahan yang digunakan terutama untuk menggabungkan atau mengikat satu bagian dengan bagian yang lain. Sebuah pipa ferrule terdiri dari sebuah lingkaran penjepit yang digunakan untuk terus bersama-sama dan melampirkan serat, kabel atau posting. Ini adalah jenis cincin atau cap yang melekat pada suatu benda untuk melindungi terhadap kerusakan, pecah atau kenakan.

- Pipe Nipples FittingsPipe nipple adalah pipa panjang dan pipa lurus. Pipa nipples digunakan untuk dihubungkan ke pemanas air ledeng. Pipa nipples cocok digunakan untuk mengakhiri lurus selang atau pipa. Tekanan kerja pipa nipples akan bervariasi dengan ukuran dan konstruksi pipa, jenis dan jumlah penjepit yang digunakan, penjepit penempatan, pemasangan yang tepat klem, temperatur dan produk yang disampaikan.

- Pipa WyesWyes pipa digunakan untuk mengizinkan satu pipa untuk bergabung dengan pipa lain beberapa derajat atau sudut. Seperti namanya, pipa wyes adalah Y- berbentuk pipa perangkat. Jenis pipa ini adalah jenis pipa yang populer yang digunakan dalam berbagai aplikasi industri.

- Pipa TeePipa Tee adalah jenis pipa yang berbentuk T memiliki dua outlet di 90° untuk sambungan ke jalur utama. Ini adalah potongan pendek pipa dengan outlet lateral. Pipa Tee digunakan untuk menghubungkan saluran pipa dengan pipa di sudut kanan dengan garis. Pipa Tee banyak digunakan sebagai alat kelengkapan pipa yang terbuat dari berbagai bahan dan tersedia dalam berbagai ukuran dan selesai. Pipa tee

secara ekstensif digunakan dalam jaringan pipa untuk transportasi fluida dua-fasa campuran.

- Pipe CapPipa cap berfungsi sebagai alat pelindung dan dirancang untuk melindungi ujung-ujung pipa berbagai bentuk. Tujuan utama menggunakan pipa cap adalah penghubung tahan air. Dan juga digunakan untuk menutup ujung pipa hidrolik atau pneumatik dan tabung. Pipa cap digunakan dalam aparat pipa domestik, komersial dan industri jalur pasokan air, mesin dan peralatan pengolahan, dan lain-lain. Pipa cap merupakan kategori penting pipa fitting.[5]

Gambar 1.2.3. Jenis-jenis fitting

1.3. Variabel Percobaan

A. Variabel Tetap.Jenis fluida : air

B. Variabel Berubah.Debit air (cm3/s) : 70, 120, 205, 295, 380

1.4. Alat dan BahanA. Alat-alat yang digunakan:

˗ Instrumen AFF˗ Stopwatch˗ Penggaris

B. Bahan yang digunakan:˗ Air (H2O)

1.5. Prosedur PercobaanA. Tahap persiapan percobaan

- Membuka safety valve dari tangki supply untuk mengalirkan air pada instrument

- Membuka penuh globe valve I- Membuka penuh gate valve agar air mengalir seluruhnya kerangkaian

instrumentasi utama- Membuka penuh globe valve II secara perlahan-lahan untuk mendorong udara

yang ada atau terjebak pada rangkaian instrumentasi dan manometer serta untuk membersihkan dari kerak dan kotoran yang ada dalam sistem perpipaan

- Memeriksa bahwa perbedaan tekanan pada tabung manometer menunjukkan nol dan tidak ada udara yang terjebak pada tabung manometer, dengan jalan memanipulasi bukaan globe valve II sampai globe valve II tertutup penuh

- Menutup gate valve˗ Menutup globe valve.

B. Tahap percobaan- Membuka globe valve sesuai dengan run yang telah ditentukan- Membuka gate valve sesuai run yang telah ditentukan juga- Mengalirkan air ke instrumentasi fluid flow dari tangki supply - Mencatat semua pembacaan perbedaan tekanan pada tabung manometer ketika

aliran fluida dalam keadaan steady.

D1

D2D3D4D5

1.6. Gambar Peralatan

Gambar 1.6.1. Gambar alat percobaan apparatus fluids flow

Keterangan gambar:A. Flow meterB. FittingC. Globe valveD. FittingE. Pipa elbow 90ºF. Wide pattern return bendG. Pipa kontraksiH. Pipa ekspansi

I. Pipa enlargementJ. Pipa sudden contractionK. Long sweep elbow 90ºL. Pipa lurusM.Gate valveN. Manometer pipa U no.1 – 12

Gambar 1.6.2. Gambar alat apparatus fluids flow

Keterangan gambar:D1 : 3,18 cmD2 : 2,7 cm

D3 : 3,18 cmD4 : 4,14 cm

D5 : 3,18 cm1.7. Data Pengamatan

Tabel 1.7.1. Data pengamatan kalibrasi debit

Bukaan valve

Ketinggian fluida (cm)

Volume rata-rata

(cm3)

Waktu (s)

Debit (cm3/s)

0,5/6 1.6 4372.1 60 72.870,66/6 2.6 7104.7 60 118.41

1/6 4.5 12296.6 60 204.942,5/6 6.5 17761.8 60 296.033,33/6 8.3 22680.5 60 378.01

Tabel 1.7.2. Data pengamatan beda ketinggian pada manometer pipa u

Debit (cm3/s)

Bukaan valve

Beda ketinggian pipa u (cm)

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12

72,8689 0,5/6

0,1 ∞ 0 0 0,2 0 0 0 0,3 0,5 0,5 0,5

0,1 ∞ 0 0 0,2 0,1 0 0 0,4 0,5 1 0,6

0,1 ∞ 0 0 0,1 0 0 0 0,1 0,5 1 0,5

R rata-rata 0,1 ∞ 0 0 0,17 0,03 0 0 0,27 0,5 0,83 0,5

118,412 0,6/6

0,1 ∞ 0 0,1 0,3 0,1 0 0 1 0,4 1,3 0,5

0,2 ∞ 0 0,3 0,2 0,1 0 0 0 0,6 1,3 0,25

0,3 ∞ 0 0,3 0,2 0,3 0 0 0 0,2 1,2 0,1

R rata-rata 0,13 ∞ 0 0,23 0,23 0,1 0 0 0,03 0,4 1,267 0,283

204,944 1/6

0,2 ∞ 0 0,2 0,5 0,2 0 0 0,2 0,3 1,2 0,7

0,3 ∞ 0 0,2 0,5 0,2 0 0 0,1 0,4 1,25 0,8

0,3 ∞ 0 0,2 0,5 0,2 0 0 0,2 0,1 1,25 0,8

R rata-rata 0,27 ∞ 0 0,2 0,5 0,2 0 0 0,17 0,27 1,23 0,767

296,03 2,5/6

0,35 ∞ 0 0,3 0,4 0,2 0 0 0 0,1 1,2 0,75

0,35 ∞ 0 0,3 0,3 0,2 0 0 0 0,3 1,2 0,7

0,35 ∞ 0 0,3 0,3 0,2 0 0 0 0,2 1,0 0,7

R rata-rata 0,35 ∞ 0 0,3 0,33 0,2 0 0 0 0,2 1,13 0,717

378,007 3,33/60,4 ∞ 0 0,4 0,5 0,4 0 0 0 0,25 0,7 0,8

0,4 ∞ 0 0,4 0,5 0,3 0 0 0 0,2 0,8 0,9

0,4 ∞ 0 0,4 0,5 0,4 0 0 0 0,25 0,7 0,85

R rata-rata 0,4 ∞ 0 0,4 0,5 0,37 0 0 0 0,23 0,73 0,85

1.8. Data Perhitungan

Tabel 1.8.1. Data perhitungan kecepatan akhir aliran dan total head loss pada aliran berdasarkan debit

Debit (cm3/s)Kecepatan

(cm/s)∑F

72.8689 0.02667 0.14597

118.4120 0.04333 0.38546

204.9439 0.07500 1.15468

296.0300 0.10833 2.40914

378.0076 0.13833 3.92819

Tabel 1.8.2. Data perhitungan head loss pada aliran berdasarkan debit

Debit (cm3/s)

vp (m/s) hc1 hc2 hv hf Hf hex1 hex2 ∑F

72.8689 0.09179 0.002317 0.00089 0.07655 0.01331 0.04817 0.00052 0.00421 0.14597

118.4120 0.14917 0.006119 0.00234 0.20215 0.03516 0.12721 0.00137 0.01113 0.38546

204.9439 0.25817 0.01833 0.00702 0.60555 0.10531 0.38106 0.00409 0.03333 1.15468

296.0300 0.37292 0.038243 0.01464 1.26342 0.21973 0.79504 0.00853 0.06953 2.40914

378.0076 0.47619 0.062357 0.02387 2.06005 0.35827 1.29634 0.01392 0.11338 3.92819

1.9. Grafik

50 100 150 200 250 300 350 4000.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

0.140

0.160

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

Kecepatan

Head loss

Debit (cm3/s)

Kec

epat

an a

lira

n (c

m/s

)

Hea

d lo

ss (J

/Kg)

Grafik 1.9.1. Grafik hubungan antara debit dengan kecepatan dan head loss

50 100 150 200 250 300 350 4000.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

Debit (cm3/s)

hv

Grafik 1.9.2. Grafik hubungan antara debit (Q) dan head loss akibat valve (hv)

50 100 150 200 250 300 350 4000.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

Debit (cm3/s)

hf

Grafik 1.9.3. Grafik hubungan antara debit (Q) dan head loss akibat fittings (hf)

50 100 150 200 250 300 350 4000.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

Debit (cm3/s)

Hf

Grafik 1.9.4. Grafik hubungan antara debit (Q) dan head loss at straight pipe (Hf)

50 100 150 200 250 300 350 4000.00

0.01

0.02

0.03

Debit (cm3/s)

hc

Grafik 1.9.5. Grafik hubungan antara debit (Q) dan head loss akibat sudden contraction loss dan

contraction loss (hc)

50 100 150 200 250 300 350 4000.00

0.01

0.02

Debit (cm3/s)

hex

Grafik 1.9.6. Grafik hubungan antara debit (Q) dan head loss akibat sudden enlargement loss dan

enlargement loss (hex)

50 100 150 200 250 300 350 4000.00

0.01

0.02

0.03

Debit (cm3/s)

hv g

ate

Grafik 1.9.7. Grafik hubungan antara debit (Q) dan head loss akibat valve (hv) gate

50 100 150 200 250 300 350 4000.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

Debit (cm3/s)

hv g

lobe

Grafik 1.9.8. Grafik hubungan antara debit (Q) dan head loss akibat valve (hv) globe

Grafik 1.9.8. Grafik hubungan antara bukaan valve dan beda tekan

1.10. Pembahasan

˗ Pada grafik 1.9.1. menunjukkan hubungan antara debit terhadap kecepatan aliran dan head loss berbanding lurus, semakin besar debit maka semakin besar pula kecepatan aliran dan head lossnya.

˗ Pada grafik 1.9.2. menunjukkan hubungan antara debit terhadap head loss akibat adanya valve berbanding lurus, semakin besar debit maka semakin besar pula head loss akibat adanya valve.

˗ Pada grafik 1.9.3. menunjukkan hubungan antara debit terhadap head loss akibat adanya fitting berbanding lurus, semakin besar debit maka semakin besar pula head loss akibat adanya fitting.

˗ Pada grafik 1.9.4. menunjukkan hubungan antara debit terhadap head loss akibat pipa lurus berbanding lurus, semakin besar debit maka semakin besar pula head loss akibat adanya pipa lurus.

˗ Pada grafik 1.9.5. menunjukkan hubungan antara debit terhadap head loss akibat adanya pengecilan pipa berbanding lurus, semakin besar debit maka semakin besar pula head loss akibat adanya pengcilan pipa.

˗ Pada grafik 1.9.6. menunjukkan hubungan antara debit terhadap head loss akibat adanya pembesaran pipa berbanding lurus, semakin besar debit maka semakin besar pula head loss akibat adanya pembesaran pipa.

˗ Pada grafik 1.9.7. menunjukkan hubungan antara debit terhadap head loss akibat adanya gate valve berbanding lurus, semakin besar debit maka semakin besar pula head loss akibat adanya gate valve.

˗ Pada grafik 1.9.8. menunjukkan hubungan antara debit terhadap head loss akibat adanya globe valve berbanding lurus, semakin besar debit maka semakin besar pula head loss akibat adanya globe valve.

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.600

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Bukaan valve

Bed

a te

kana

n pa

da p

ipa

u (g

/cm

s2)

1.11. Kesimpulan

˗ Untuk mendapatkan debit 72,8689 pada bukaan globe valve 60° dan trial bukaan gate valve didapatkan pada 0,5/6. Sehingga total head loss didapatkan sebesar 0,14597. Hasil perhitungan pada debit 118,412; 204,944; 296,03 dan 378,007 terdapat pada tabel 1.8.1.

˗ Total head loss paling besar terdapat pada debit 378,0076 sebesar 3,92819 sedangkan total head loss paling kecil terdapat pada debit 72,8689 sebesar 0,14597.

˗ Pada tabel 1.8.1. menunjukkan bahwa hubungan antara debit, head loss dan kecepatan aliran berbanding lurus, semakin besar debit maka semakin besar pula kecepatan aliran dan head loss yang didapatkan.

APPENDIKS

1. Perhitungan Kalibrasi DebitV = π × r2 × h cm3

Q =

Vt cm3/s

r silinder = 29,5 cmπ = 3,14 (konstanta)Untuk valve bukaan 0,5/6:V = 3,14 × (29,5 cm)2 × 1,6 cm

= 4327,136 cm3

Q =

4327,13660

= 72,8689 cm3/sDengan perhitungan yang sama, diperoleh debit alir berdasarkan bukaan valve yang tertera pada tabel 1.7.1.Nilai Q kemudian ditetapkan sebagai variabel berubah untuk mengukur transportasi fluida.

2. Perhitungan kecepatan akhir (v) pada sistem perpipaanUntuk debit 72,8689 cm3/s:AT = π × r2 cm2

= 3,14 × (29,5 cm)2

= 2732,585 cm2

v =

QA

=

72,86892732,585

= 0,02667 cm/sDengan perhitungan yang sama, diperoleh kecepatan akhir aliran (v) berdasarkan debit yang tertera pada tabel 1.7.1.

3. Perhitungan kecepatan pada pipa (vp)Untuk debit 72,8589 cm3/s:D1 = 3,18 cm

Ap =

14 ×π × D1

2 cm2

=

14 ×3,14 × (3,18 cm)2

= 7,938234 cm2

vp =

QA p

=

72,86897,938234

= 9,17949 cm/s= 0,091795 m/s

Dengan perhitungan yang sama, diperoleh kecepatan aliran pada pipa (vp) berdasarkan debit yang tertera pada tabel 1.7.1.

4. Perhitungan head loss pada sistem perpipaanSuhu air : 25 ºCSuhu air (T) : 298,15 KBerdasarkan suhu air, diperoleh densitas dan viskositas air dari appendix A2 – Transport Processes and Unit Operation C. J. Geancoplis.ρ : 0,99708 g/cm3

μ : 0,8937×10-2 g.s/cmUkuran pipa : D1 : 3,18 cmD2 : 2,7 cmD3 : 3,18 cmD4 : 4,14 cmD5 : 3,18 cmD : 3,18 cm∆L : 757,5 cmUntuk debit 72,8689 cm3/s:Berdasarkan persamaan 1.2.2. diperoleh bilangan reynold untuk aliran pada sistem perpipaan.

NRe =

D1 vρ

μ

=

3 ,18×9,17949×0 , 99708

0,8937×10-2

= 3256,7462Berdasarkan NRe dapat disimpulkan bahwa aliran pada pipa adalah aliran transisi, sehingga dapat diasumsikan sebagai aliran turbulen.Berdasarkan jenis aliran, diperoleh data koefisien friksi dari tabel 2.10-6 – Transport Processes and Unit Operation C. J. Geancoplis.Kf elbow 90 = 0,75Kv gate valve = 0,17Kv globe valve = 6Kf coupling = 0,04Kf return bend = 1,5

α = 1

a. Contraction loss at tank exitBerdasarkan persamaan (1.2.5) dan (1.2.6) diperoleh head loss akibat contraction loss at tank exit.

Kc =

0,55×(1−A2

A1

)

Kc1 =

0,55×(1−00)

Kc1 = 0,55 (A2/A1 dianggap nol karena perbedaanya sangat signifikan)

hc = Kc×

vp22

2α

hc1 = 0,55 ×

0,0 9 1792

2×1 hc1 = 0,002317 J/KgDengan perhitungan yang sama, diperoleh head loss (hc1) akibat contraction loss at tank exit berdasarkan debit yang tertera pada tabel 1.8.2.

b. Sudden contraction loss dan contraction lossBerdasarkan persamaan (1.2.5) dan (1.2.6) diperoleh head loss akibat sudden contraction loss dan contraction loss.

Kc2 =

0,55×(1−A2

A1

)

Kc2 =

0,55×(1−0,0270,0318

)

Kc2 = 0,8301

hc = Kc×

vp22

2α

hc2 = 0,8301 ×

0,0 9 1792

2×1 hc2 = 0,0003497 J/Kg

Kc5 =

0,55×(1−A5

A4

)

Kc5 =

0,55×(1−0,03180,0414

)

Kc5 = 0,12754

hc = Kc×

vp22

2α

hc5 = 0,12754 ×

0,0 9 1792

2×1 hc5 = 0,000537 J/Kg

hc2+5 = hc2 + hc5

= 0,0003497 + 0,000537= 0,00089

Dengan perhitungan yang sama, diperoleh head loss (hc2+5) akibat sudden contraction loss dan contraction loss berdasarkan debit yang tertera pada tabel 1.8.2.

c. Friction loss in valveBerdasarkan persamaan (1.2.9) diperoleh head loss akibat valve.Gate valve:

hv = K v×

v12

2

hv = 1×0,17×

0,0 9 1792

2

hv = 0,00072 J/KgGlobe Valve:

hv = K v×

v12

2

hv = 3×6×

0,0 9 1792

2

hv = 0,07584 J/Kghv = hv gate valve + hv globe valve

= 0,00072 + 0,07584= 0,07655 J/Kg

Dengan perhitungan yang sama, diperoleh head loss (hv) akibat valve berdasarkan debit yang tertera pada tabel 1.8.2.

d. Friction loss in fittingBerdasarkan persamaan (1.2.9) diperoleh head loss akibat fitting.

hf = K f×

v12

2

Elbow 90:

hf = 2×0,75×

0,0 9 1792

2

hf = 0,00632 J/KgReturn bend:

hf = 1,5×

0,0 9 1792

2

hf = 0,00632 J/Kg

Coupling:

hf = 4×0,04×

0,0 9 1792

2

hf = 0,00067 J/Kghf = hf elbow 90 + hf return bend + hf coupling

= 0,00632 + 0,00632 + 0,00067= 0,01331 J/Kg

Dengan perhitungan yang sama, diperoleh head loss (hf) akibat fittings berdasarkan debit yang tertera pada tabel 1.8.2.

e. Friction in the straight pipeBerdasarkan persamaan (1.2.4) diperoleh head loss pada straight pipe.

εD1 =

4,6×10-5

0,0318 = 0,0014465

Berdasarkan pembacaan grafik 2.10-3 – Transport Processes and Unit Operation C. J. Geancoplis, diperoleh nilai f sebesar 0,012.

Hf = 4×f ×L× v2

2D1

Hf = 4×0,012×7,575×

0,0 9 1792

2×0 , 0318Hf = 0,04817 J/KgDengan perhitungan yang sama, diperoleh head loss (Hf) pada straight pipe berdasarkan debit yang tertera pada tabel 1.8.2.

f. Sudden enlargement loss dan enlargement lossBerdasarkan persamaan (1.2.7) dan (1.2.8) diperoleh head loss akibat sudden enlargement loss dan enlargement loss.

Kex3 =

(1−A3

A2

)2

Kex3 =

(1−0,03180,027

)2

Kex3 = 0,031605

hex3 = Kex×

v22

2α

hex3 = 0,031605 ×

0,0 9 1792

2×1

hex3 = 0,000133156 J/Kg

Kex4 =

(1−A4

A3

)2

Kex4 =

(1−0,04140,0318

)2

Kex4 = 0,091135

hex4 = 0,091135 ×

0,0 9 1792

2×1

hex4 = 0,000383968 J/Kghex3+4 = hex3 + hex4

= 0,000133156 + 0,000383968= 0,00052 J/Kg

Dengan perhitungan yang sama, diperoleh head loss (hex3+4) akibat sudden enlargement loss dan enlargement loss berdasarkan debit yang tertera pada tabel 1.8.2.

g. Expansion loss at the tank entranceBerdasarkan persamaan (1.2.7) dan (1.2.8) diperoleh head loss akibat expansion loss at the tank entrance.

Kex =

(1−A5

A6

)2

Kex2 = (1−0 )2

Kex2 = 1 (A2/A1 dianggap nol karena perbedaanya sangat signifikan)

hex = Kex×

v22

2α

hex2 = 1 ×

0,0 9 1792

2×1

hex2 = 0,00421 J/KgDengan perhitungan yang sama, diperoleh head loss (hex2) akibat expansion loss at the tank entrance berdasarkan debit yang tertera pada tabel 1.8.2.

Sehingga, total head loss pada sistem perpipaan adalah:∑F = hc1 + hc2 + hv + hf + Hf + hex1 + hex2

= 0,002317 + 0,00089 + 0,07655 + 0,01331 + 0,004817 + 0,00052 + 0,00421

= 0,14597 J/KgDengan perhitungan yang sama, diperoleh total head loss pada sistem perpipaan berdasarkan debit yang tertera pada tabel 1.8.1.