Aliran Fluida Kelompok 9

LABORATORIUM SATUAN OPERASI

SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2013/2014

MODUL : Aliran Fluida

PEMBIMBING : Ir. Triharyadi

Oleh :

Kelompok : XI (Sembilan)

Nama : 1. Muhammad Rahmatullah I. K. NIM.121411052

2. Yulia Endah Permata NIM.121411062

Kelas : 2B

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2014

Praktikum : 10 April 2014Penyerahan : 17 April 2014(Laporan)

BAB I

TUJUAN

Tujuan dari percobaan aliran fluida ini antara lain :

1. Menghitung harga koefisien orificemeter, venturimeter dan membandingkannya dengan

literatur.

2. Membuat kurva antara koefisien venturimeter, orificemeter terhadap bilangan Reynold.

3. Membuktikan apakah pressure drop harganya tetap untuk laju aliran fluida yang berbeda.

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Fluida

Fluida adalah zat yang tidak dapat menahan perubahan bentuk (distorsi) secara

permanen. Bila kita mencoba mengubah bentuk suatu massa fluida, maka di dalam

fluida tersebut akan terbentuk lapisan-lapisan di mana lapisan yang satu akan

mengalir di atas lapisan yang lain, sehingga tercapai bentuk baru. Selama perubahan

bentuk tersebut, terdapat tegangan geser (shear stress), yang besarnya bergantung

pada viskositas fluida dan laju alir fluida relatif terhadap arah tertentu. Bila fluida

telah mendapatkan bentuk akhirnya, semua tegangan geser tersebut akan hilang

sehingga fluida berada dalam keadaan kesetimbangan. Pada temperatur dan tekanan

tertentu, setiap fluida mempunyai densitas tertentu. Jika densitas hanya sedikit

terpengaruh oleh perubahan yang suhu dan tekanan yang relatif besar, fluida tersebut

bersifat incompressible. Tetapi jika densitasnya peka terhadap perubahan variabel

temperatur dan tekanan, fluida tersebut digolongkan compresible. Zat cair biasanya

dianggap zat yang incompresible, sedangkan gas umumnya dikenal sebagai zat yang

compressible.

2.2. Aliran

Setiap partikel dalam fluida dinamis, akan bergerak menurut jenis aliran

tertentu. Lintasan yang ditempuh oleh satu partikel dalam fluida yang mengalir

dinamakan garis alir (flow line).

Aliran dapat diklasifikasikan (digolongkan) dalam banyak jenis seperti:

turbulen, laminar, nyata, ideal, mampu balik, tak mampu balik, seragam, tak seragam,

rotasional, tak rotasional.

2.2.1. Aliran Laminer

Aliran dengan fluida yang bergerak dalam lapisan – lapisan, atau

lamina-lamina dengan satu lapisan meluncur secara lancar . Dalam aliran

laminar ini viskositas berfungsi untuk meredam kecenderungan terjadinya

gerakan relative antara lapisan sehingga aliran ini memenuhi hukum viskositas

Newton yaitu :

τ=μdudy

Aliran laminer mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:

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).

2.2.2. Aliran Turbulen

Cairan dengan rapat massa yang akan lebih mudah mengalir dalam

keadaan laminer. Dalam aliran fluida perlu ditentukan besarannya, atau arah

vektor kecepatan aliran pada suatu titik ke titik yang lain. Agar memperoleh

penjelasan tentang medan fluida, kondisi rata-rata pada daerah atau volume

yang kecil dapat ditentukan dengan instrument yang sesuai.

Aliran turbulen mempunyai ciri-ciri sebagai berikut :

Terbentuk arus eddy.

Terjadi lateral mixing.

Secara keseluruhan arah aliran tetap sama.

Distribusi kecepatan lebih uniform atau seragam

2.2.3. Aliran Transisi

Rejim aliran yang terbentuk di antara rejim laminer dan turbulen

adalah rejim transisi. Penentuan rejim aliran dilakukan dengan menentukan

bilangan tidak 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.

N ℜ=ρvD

μ

dengan, ρ : massa jenis fluida.

v : kecepatan fluida.

μ : viskositas fluida.

D : diameter pipa dalam.

Untuk pipa sirkuler lurus,

NRe < 2100 : rejim laminar.

NRe > 4000 : rejim turbulen.

2100 < NRe > 4000 : rejim transisi.

Kecepatan kritis : Kecepatan pada saat NRe = 200.

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.

Berdasarkan persamaan Bernoulli, persamaan neraca energi dapat ditentukan

yaitu :

( P2−P1

ρ )+ v22−v1

2

2gc α+∑ F=0

disusun ulang menjadi :

v22−v1

2=−2 gc α( P2−P1

ρ+∑ F)

digabung dengan persamaan kontinuitas :

v1 . A1 . ρ1=v2 . A2. ρ2

karena fluida inkompresibel (khusus bahasan fluida cair), maka :

v2=v1 . A1

A2

sehingga dimasukan ke persamaan neraca energi menjadi :

v1=√ 2 gc (∆ Pρ

+∑ F )α

(1− A12

A22 )

Dimana :

gc : 32,174lbm. ft

lbf . sec2 = 1 kg N-1 det-2

∑F : jumlah energi yang hilang

2.3. Pengukuran Aliran

Pengukuran aliran adalah untuk mengukur kapasitas aliran, massa laju aliran,

volume aliran. Pemilihan alat ukur aliran tergantung pada ketelitian, kemampuan

pengukuran, harga, kemudahan pembacaan, kesederhanaan dan keawetan alat ukur

tersebut. Dalam pengukuran fluida termasuk penentuan tekanan, kecepatan, debit,

gradien kecepatan, turbulensi dan viskositas.

Terdapat banyak cara melaksanakan pengukuran-pengukuran, misalnya

langsung, tak langsung, gravimetrik, volumetrik, elektronik, elektromagnetik dan

optik. Pengukuran debit secara langsung terdiri dari atas penentuan volume atau berat

fluida yang melalui suatu penampang dalam suatu selang waktu tertentu. Metoda tak

langsung bagi pengukuran debit memerlukan penentuan tinggi tekanan, perbedaan

tekanan atau kecepatan dibeberapa dititik pada suatu penampang dan dengan besaran

perhitungan debit.

Metode pengukuran aliran yang paling teliti adalah penentuan gravimerik atau

penentuan volumetrik dengan berat atau volume diukur atau penentuan dengan

mempergunakan tangki yang dikalibrasikan untuk selang waktu yang diukur.

Pada prinsipnya besar aliran fluida dapat diukur melalui :

1. Kecepatan (velocity)

2. Berat (massanya)

3. Luas bidang yang dilaluinya

4. Volumenya

2.4. Jenis Alat Ukur Aliran Fluida

2.4.1. Venturimeter

Meteran ini terbentuk 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 di dalam kerucut sebelah hilir agar pemulihan lapisan

batas dapat dicegah dan gesekan minimum.

Oleh karena itu pada bagian penampungnya mengecil tidak ada

pemisahan, maka kerucut hulu dapat dibuat lebih pendek daripada 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 :

Q=v1× A1

v= Cv

√1−β4.√ 2. gc . (∆ P )

ρ

dimana, Cv : koefisien venturimeter

β :Di

D0

; Di>D0

ρ : massa jenis fluida

gc : 32,174lbm. ft


2.4.2. Orificemeter

Venturimeter memiliki beberapa kekurangan pada kenyataannya.

Untuk meteran tertentu dengan sistem tertentu pula, laju alir maksimum yang

dapat terukur terbatas, sehingga apabila laju alir berubah, diameterleher

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 dapat diukur dengan manometer. Persamaan Bernoulli memberikan

dasar untuk mengkolerasikan peningkatan tinggi tekan kecepatan dengan

penurunan tinggi tekanan.

Persamaan yang berlaku untuk orificemeter adalah :

Q=v1× A1

v= Co

√1−β4.√ 2. gc . (∆ P )

ρ

dimana, Co : koefisien orificemeter

β :Di

D0

; Di>D0


gc : 32,174lbm. ft


2.4.3. Rotameter

Laju alir fluida akan menyebabkan perbedaan tinggi float pada

rotameter digunakan pada perbedaan tekanan konstan.

v=Cr√ 2. gc .V f ( ρ f−ρ )A f . ρ

dimana, v : kecepatan alir di daerah pelampung

ρf : densitas pelampung

Vf : volume pelampung

Af : luas maksimum pelampung

Cr : koefisien rotameter yang dapat dilihat di kurva.

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 (ΔP). Friksi (kehilangan energi) dapat

ditimbulkan antara lain :

a. 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.

∆ P f=4. f . ρ.∆ L . v2

2 D

Energi yang hilang karena gesekan (friction loss = Ff) adalah :

F f =∆ P f

ρ=4. f .

∆ L . v2

2 D

dimana, ΔP : pressure drop karena gesekan

ΔL : panjang pipa lurus

f : koefisien fanning


D : diameter pipa

v : laju alir fluida

Ff : friction loss.

b. Faktor Fitting dan Kerangan

Fitting dan kerangan akan mengganggu aliran normal yang akan

menyebabkan penambahan friksi.

h f=K f .v2

2

Dimana, hf : friction loss karena fitting dan kerangan

Kf : koefisien fitting dan kerangan.

2.5. Sistem Perpipaan

Sistem perpipaan berfungsi untuk mengantarkan atau mengalirkan suatu fluida

dari tempat yang lebih rendah ke tujuan yang diinginkan dengan bantuan mesin atau

pompa. Sistem perpipaan harus dilaksanakan sepraktis mungkin dengan minimum

bengkokan dan sambungan las atau brazing, sedapat mungkin dengan flens atau

sambungan yang dapat dilepaskan dan dipisahkan bila perlu. Semua pipa harus

dilindungi dari kerusakan mekanis. Sistem perpipaan ini harus ditumpu atau dijepit

sedemikian rupa untuk menghindari getaran. Sambungan pipa melalui sekat yang

diisolasi harus merupakan sambungan flens yang diijinkan dengan panjang yang

cukup tanpa merusak isolasi.

Pada perancangan sistem instalasi diharapkan menghasilkan suatu jaringan

instalasi pipa yang efisien dimana aplikasinya baik dari segi peletakan maupun segi

keamanan dalam pengoperasian harus diperhatikan sesuai peraturan-peraturan

klasifikasi maupun dari spesifikasi installation guide dari sistem pendukung

permesinan.

2.6. Menentukan Debit

Q= A . Ht

Dimana, Q : debit (m3/det)

A : luas basah (m2)

H : tinggi air (m)

t : waktu jatuh (detik)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

Alat: 1 set alat aliran fluida beserta pipa lurus, elbowmeter, venturimeter dan

orificemeter.

Bahan: Air Kran

3.2 Langkah Kerja

3.2 Flowchart

Membuka semua keran aliran

Menghidupkan pompa

Menggunakan pipa Orifice

Mengukur waktu yang dibutuhkan untuk setiap bukaan valve

Mengukur perbedaan tekanan pada pipa manometer untuk raksa dan

minyak

Mengulangi percobaan diatas dengan pipa yang berbeda (Venturimeter,

Pipa lurus, dan Elbowmeter)

BAB IV

KESELAMATAN KERJA

Hati-hati pada saat pemasangan/pembukaan rotameter karena dapat menyebabkan

kecelakaan terhadap kaki.

Bak bagian bawah alat tidak boleh dalam keadaan kering karena dapat menyebabkan

kavitasi pada pompa dan konslet pada pompa hidroliknya.

BAB V

DATA PENGAMATAN

A. ALIRAN TURBULEN

a. ORIFICEMETER

∆P0 = H1 – H2= (312 mmHg – 312 mmHg) = 0 mmHg

Luas permukaan orificemeter = 0.00037994 m2

No.∆P (mmHg)

Volume (m3) Waktu (s)H1 H2 ∆P

1. 312 311 1 0,001 44

2. 312 311 1 0,001 38

3. 312 311 1 0,001 35

4. 312 311 1 0,001 34

5. 312 311 1 0,001 31

6. 311 310 1 0,001 25

7. 312 311 1 0,001 22

8. 312 311 1 0,001 18

1atm = 7.6 cmHg = 1.01325 x 105 Pa

b. PIPA LURUS

∆P0 = H1 – H2 = (312 mmHg – 312 mmHg) = 0 mmHg

Luas permukaan pipa lurus = 0.001193985 m2

No∆P (mmHg)


1. 313 309 4 0,001 41

2. 313 309 4 0,001 36

3. 315 309 6 0,001 29

4. 314 309 5 0,001 23

5. 313 308 5 0,001 22

6. 312 307 5 0,001 21

7. 314 308 6 0,001 19

8. 313 310 3 0,001 12

c. ELBOWMETER


Luas permukaan elbowmeter = 0.001193985 m2

No∆P (mmHg)


1. 341 280 61 0,001 24

2. 340 280 60 0,001 23

3. 341 280 61 0,001 20

4. 341 280 61 0,001 16

5. 340 280 60 0,001 17

6. 341 280 61 0,001 15

7. 340 280 60 0,001 19

8. 340 280 60 0,001 13

d. VENTURIMETER


Luas permukaan venturimeter = 0.001193985 m2

No∆P (mmHg)


1. 319 311 8 0,001 28

2. 316 310 6 0,001 25

3. 315 309 6 0,001 23

4. 314 308 6 0,001 20

5. 313 307 6 0,001 19

6. 313 307 6 0,001 17

7. 312 306 6 0,001 16

8. 310 303 7 0,001 13

B. ALIRAN LAMINER

a. ORIFICEMETER

∆P0 = (A-B) – (C-D)

No∆P (mmHg)

Waktu (s) Volume (m3)A B C D ∆P

1. 752 608 805 705 44 37 0,001

2. 754 610 806 705 43 34 0,001

3. 758 614 803 702 43 24 0,001

4. 763 620 802 701 42 21 0,001

5. 772 629 797 695 41 18 0,001

6. 775 632 795 695 43 18 0,001

7. 781 638 800 700 43 17 0,001

8. 818 677 783 682 40 15 0,001

b. PIPA LURUS

∆P0 = (A-B) – (C-D)

No∆P (mmHg) Waktu

(s)

Volume

(m3)A B C D ∆P

1. 775 632 807 706 42 54 0,001

2. 778 634 805 704 43 39 0,001

3. 783 640 804 702 41 30 0,001

4. 798 647 801 700 50 25 0,001

5. 789 646 810 710 43 24 0,001

6. 794 651 813 712 42 23 0,001

7. 800 657 815 715 43 18 0,001

8. 801 657 817 716 43 17 0,001

c. ELBOWMETER

∆P0 = (A-B) – (C-D)

No∆P (mmHg) Waktu

(s)

Volume

(m3)A B C D ∆P

1. 757 610 809 708 46 36 0,001

2. 757 611 811 712 47 29 0,001

3. 757 611 814 712 44 25 0,001

4. 757 612 815 715 45 23 0,001

5. 755 613 818 717 41 23 0,001

6. 754 613 821 720 40 22 0,001

7. 754 614 822 721 39 22 0,001

8. 753 614 824 724 39 21 0,001

d. VENTURIMETER

∆P0 = (A-B) – (C-D)

No∆P (mmHg) Waktu

(s)

Volume

(m3)A B C D ∆P

1. 752 608 805 705 44 37 0,001

2. 754 610 806 705 43 34 0,001

3. 758 614 803 702 43 24 0,001

4. 763 620 802 701 42 21 0,001

5. 772 629 797 695 41 19 0,001

6. 775 632 795 695 43 18 0,001

7. 781 638 800 700 43 16 0,001

8. 818 677 783 682 40 15 0,001

Pada saat aliran laminer yang harus diperhatikan adalah mempertahankan aliran tersebut

dalam aliran laminer, hal ini didasari oleh perhitungan berdasarkan teori hukum aliran

laminer dengan bilangan reynold (Nre).

1. Pipa orifice

Aliran Laminer

Q = v . A

Q = (0,086 ms

) . (14

. 3,14 . 0,0222m2)

Q = 3,267 .10−5 m3

s

Aliran turbulen = 6.231x 105 m3

s= 6.231x 105 m3

s x 10 s x

103 dm3

m3

= 600 mL

Maka untuk aliran laminer diharuskan debit aliran-nya kurang dari aliran turbulen yaitu

600mL/s.

2. Pipa Lurus = Pipa Elbow

Aliran Laminer

Q = v . A

Q = (0,048 ms

) . (14

. 3,14 . 0,0392 m2)

Q = 5,731 .10−5 m3

s

Aliran turbulen = 1.098x 105 m3

s= 6.231x 105 m3

s x 10 s x

103 dm3

m3

= 1098 mL

Maka untuk aliran laminer diharuskan debit aliran-nya kurang dari aliran turbulen yaitu 900

mL/10s.

6,231 m3/s

transienlaminer turbulen

3,267 m3/sx10−5

1,098 m3/s


5,731 m3/sx10−5

3. Pipa Venturimeter

Aliran Laminer

Q = v . A

Q = (0,057ms

) . (14

. 3,14 . 0,0332 m2)

Q = 4,873 .10−5 m3

s

Aliran turbulen = 9.318 x 105 m3

s= 6.231 x 105 m3

s x 10 s x

103 dm3

m3

= 931.8 mL

Maka untuk aliran laminer diharuskan debit aliran-nya kurang dari aliran turbulen yaitu

900mL/10s.

9,318 m3/s


4,873 m3/sx10−5

BAB IV

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

A. ALIRAN TURBULEN

a. ORIFICEMETER

No

.

∆P (mmHg) ∆PVolum

e (m3)

Wakt

u (s)NRe C0

H1 H2

∆

P

cmH

gPa

1.31

2

31

11 0,1

1333,223

70,001 44

1460,46451

8

0,03661044

1

2.31

2

31

11 0,1

1333,223

70,001 38

1691,06417

8

0,04239103

7

3.31

2

31

11 0,1

1333,223

70,001 35

1836,01253

7

0,04602455

5

4.31

2

31

11 0,1

1333,223

70,001 34

1890,01290

5

0,04737821

8

5.31

2

31

11 0,1

1333,223

70,001 31 2072,91738

0,05196320

7

6.31

1

31

01 0,1

1333,223

70,001 25

2570,41755

1

0,06443437

6

7.31

2

31

11 0,1

1333,223

70,001 22

2920,92903

6

0,07322088

2

8.31

2

31

11 0,1

1333,223

70,001 18

3570,02437

70,08949219

b. PIPA LURUS


Luas permukaan pipa lurus = 0.001193985 m2

No∆P (mmHg) ∆P

Volume (m3) Waktu (s)H1 H2 ∆P cmHg Pa

1. 313 309 4 0,4 5332,89 0,001 41

2. 313 309 4 0,4 5332,89 0,001 36

3. 315 309 6 0,6 7999,34 0,001 29

4. 314 309 5 0,5 6666,12 0,001 23

5. 313 308 5 0,5 6666,12 0,001 22

6. 312 307 5 0,5 6666,12 0,001 21

7. 314 308 6 0,6 7999,34 0,001 19

8. 313 310 3 0,3 3999,67 0,001 12

c. ELBOWMETER


Luas permukaan elbowmeter = 0.001193985 m2

No∆P (mmHg) ∆P


1. 341 280 61 6,1 81326,64474 0,001 24

2. 340 280 60 6,0 79993,42105 0,001 23

3. 341 280 61 6,1 81326,64474 0,001 20

4. 341 280 61 6,1 81326,64474 0,001 16

5. 340 280 60 6,0 79993,42105 0,001 17

6. 341 280 61 6,1 81326,64474 0,001 15

7. 340 280 60 6,0 79993,42105 0,001 19

8. 340 280 60 6,0 79993,42105 0,001 13

d. VENTURIMETER


Luas permukaan venturimeter = 0.001193985 m2

No∆P (mmHg) ∆P


1. 319 311 8 0,8 10665,78947 0,001 28

2. 316 310 6 0,6 7999,342105 0,001 25

3. 315 309 6 0,6 7999,342105 0,001 23

4. 314 308 6 0,6 7999,342105 0,001 20

5. 313 307 6 0,6 7999,342105 0,001 19

6. 313 307 6 0,6 7999,342105 0,001 17

7. 312 306 6 0,6 7999,342105 0,001 16

8. 310 303 7 0,7 9332,565789 0,001 13

B. ALIRAN LAMINER

a. ORIFICEMETER

∆P0 = (A-B) – (C-D)

No∆P (mmHg) ∆P

Waktu (s) Volume (m3)A B C D ∆P cmHg Pa

1. 752 608 805 705 44 4,458661,842

137 0,001

2. 754 610 806 705 43 4,357328,618

434 0,001

3. 758 614 803 702 43 4,357328,618

424 0,001

4. 763 620 802 701 42 4,255995,394

721 0,001

5. 772 629 797 695 41 4,154662,171

118 0,001

6. 775 632 795 695 43 4,357328,618

418 0,001

7. 781 638 800 700 43 4,357328,618

417 0,001

8. 818 677 783 682 40 453328,947

415 0,001

b. PIPA LURUS

∆P0 = (A-B) – (C-D)

No∆P (mmHg) ∆P Waktu

(s)

Volume

(m3)A B C D ∆P cmHg Pa

1. 775 632 807 706 42 4.2 55995,394 54 0,001

7

2. 778 634 805 704 43 4.357328,618

439 0,001

3. 783 640 804 702 41 4.154662,171

130 0,001

4. 798 647 801 700 50 566661,184

225 0,001

5. 789 646 810 710 43 4.357328,618

424 0,001

6. 794 651 813 712 42 4.255995,394

723 0,001

7. 800 657 815 715 43 4.357328,618

418 0,001

8. 801 657 817 716 43 4.357328,618

417 0,001

c. ELBOWMETER

∆P0 = (A-B) – (C-D)

No∆P (mmHg) ∆P Waktu

(s)

Volume

(m3)A B C D ∆P cmHg Pa

1. 757 610 809 708 46 4,6 61328,2895 36 0,001

2. 757 611 811 712 47 4,7 62661,5132 29 0,001

3. 757 611 814 712 44 4,4 58661,8421 25 0,001

4. 757 612 815 715 45 4,5 59995,0658 23 0,001

5. 755 613 818 717 41 4,1 54662,1711 23 0,001

6. 754 613 821 720 40 4 53328,9474 22 0,001

7. 754 614 822 721 39 3,9 51995,7237 22 0,001

8. 753 614 824 724 39 3,9 51995,7237 21 0,001

d. VENTURIMETER

∆P0 = (A-B) – (C-D)

No ∆P (mmHg) ∆P Waktu Volume

(s) (m3)A B C D ∆P cmHg Pa

1. 752 608 805 705 44 4,458661,842

137 0,001

2. 754 610 806 705 43 4,357328,618

434 0,001

3. 758 614 803 702 43 4,357328,618

424 0,001

4. 763 620 802 701 42 4,255995,394

721 0,001

5. 772 629 797 695 41 4,154662,171

119 0,001

6. 775 632 795 695 43 4,357328,618

418 0,001

7. 781 638 800 700 43 4,357328,618

416 0,001

8. 818 677 783 682 40 453328,947

415 0,001

BAB VI

PENGOLAHAN DATA

6.1 Rumus yang digunakan

1. Untuk Menghitung Laju Alir (Q)

Q=Volume (L)Waktu(s)

×1 m3

1000 L

2. Untuk Menghitung ΔP

1 atm = 760 mmHg = 7.6 cmHg

1 atm = 1.01325 bar = 1 x 105 Pa

7.6 cmHg = 1.01325 x 105 Pa

∆P (Pa) = ∆ P (cmHg ) x (1.01325 x105 Pa)

7.6 cmHg

3. Untuk Menghitung Bilangan Reynold (NRe)

N ℜ=ρ × v× D

μ

4. Untuk Menghitung Koefisien Orificemeter, Venturimeter, Pipa Lurus dan

Elbowmeter

v= Co

√1−β4.√ 2. gc . (∆ P )

ρ

6.2 Perhitungan

a. Pipa Orificemeter

Diameter = 0.022 m

ρair = 998.8 kg/m3

ρminyak = 917.3 kg/m3

ρudara = 1.2 kg/m3

μ = 0.0009 kg.m/s

Aliran Turbulen

N

o

∆P Volu

me

(m3)

Wakt

uQ (m3/s) V (m/s) NRe C0cmH

gPa

1. 0,11333,22

370,001 44

0,000022

73

0,0598180

57

1460,4645

18

0,0366104

41

2. 0,11333,22

370,001 38

0,000026

32

0,0692630

14

1691,0641

78

0,0423910

37

3. 0,11333,22

370,001 35

0,000028

57

0,0751998

44

1836,0125

37

0,0460245

55

4. 0,11333,22

370,001 34

0,000029

41

0,0774116

04

1890,0129

05

0,0473782

18

5. 0,11333,22

370,001 31

0,000032

26

0,0849030

49

2072,9173

8

0,0519632

07

6. 0,11333,22

370,001 25

0,000040

00

0,1052797

81

2570,4175

51

0,0644343

76

7. 0,11333,22

370,001 22

0,000045

45

0,1196361

15

2920,9290

36

0,0732208

82

8. 0,11333,22

370,001 18

0,000055

56

0,1462219

18

3570,0243

77

0,0894921

9

C0 rata-rata= 0.056439363

Aliran Laminer

N ∆P Volu Wakt Q (m3/s) V (m/s) NRe C0

ome

(m3)ucmH

gPa

1. 4,458661,84

210,001 37

0,000027

03

0,0711349

87

1736,7686

16

0,0065634

11

2. 4,357328,61

840,001 34

0,000029

41

0,0774116

04

1890,0129

05

0,0072251

11

3. 4,357328,61

840,001 24

0,000041

67

0,1096664

39

2677,5182

83

0,0102355

73

4. 4,255995,39

470,001 21

0,000047

62

0,1253330

73

3060,0208

94

0,0118362

38

5. 4,154662,17

110,001 18

0,000055

56

0,1462219

18

3570,0243

77

0,0139763

32

6. 4,357328,61

840,001 18

0,000055

56

0,1462219

18

3570,0243

77

0,0136474

31

7. 4,357328,61

840,001 17

0,000058

82

0,1548232

07

3780,0258

11

0,0144502

21

8. 453328,94

740,001 15

0,000066

67

0,1754663

02

4284,0292

52

0,0169799

49

C0 rata-rata= 0.011864283

b. Pipa Lurus

Diameter = 0.039 m

ρair =998.8 kg/m3

ρminyak =917.3 kg/m3

ρudara =1.2 kg/m3

μ =0.0009 kg.m/s

Aliran Turbulen

N

o

∆P Volu

me

(m3)

Wakt


gPa

1. 0.4 5332.89 0,001 410.000024

39

0.0204275

97

884.13361

68

0.0062511

37

2. 0.4 5332.89 0,001 360.000027

78

0.0232647

63

1006.9299

52

0.0071193

51

3. 0.6 7999.34 0,001 290.000034

48

0.0288803

95

1249.9820

1

0.0072160

45

4. 0.5 6666.12 0,001 230.000043

48

0.0364144

11

1576.0642

73

0.0099668

99

5. 0.5 6666.12 0,001 220.000045

45

0.0380696

12

1647.7035

59

0.0104199

4

6. 0.5 6666.12 0,001 210.000047

62

0.0398824

5

1726.1656

33

0.0109161

27

7. 0.6 7999.34 0,001 190.000052

63

0.0440806

03

1907.8672

78

0.0110139

64

8. 0.3 3999.67 0,001 120.000083

33

0.0697942

88

3020.7898

57

0.0246621

54

C0 rata-rata= 0.010945702

Aliran Laminer

N

o

∆P Volu

me

(m3)

Wakt


gPa

1. 4,255995,394

70,001 54

0,000018

52

0,0155098

42

671,28663

5

0,0014647

2

2. 4,357328,618

40,001 39

0,000025

64

0,0214751

66

929,47380

22

0,0020043

52

3. 4,154662,171

10,001 30

0,000033

33

0,0279177

15

1208,3159

43

0,0026684

54

4. 566661,184

20,001 25

0,000040

00

0,0335012

58

1449,9791

32

0,0028996

65

5. 4,357328,618

40,001 24

0,000041

67

0,0348971

44

1510,3949

29

0,0032570

72

6. 4,255995,394

70,001 23

0,000043

48

0,0364144

11

1576,0642

73

0,0034389

07

7. 4,357328,618

40,001 18

0,000055

56

0,0465295

26

2013,8599

05

0,0043427

63

8. 4,357328,618

40,001 17

0,000058

82

0,0492665

56

2132,3222

52

0,0045982

2

C0 rata-rata= 0.003084269

c. Pipa Elbowmeter

Diameter = 0.039 m

ρair =998.8 kg/m3


ρudara =1.2 kg/m3

μ =0.0009 kg.m/s

Aliran Turbulen

No∆P Volume

(m3)Waktu Q (m3/s) V (m/s) NRe C0

cmHg Pa

1. 6,1 81326,64474 0,001 24 0,00004167 0,034897144 1510,394929 0,002734618

2. 6,0 79993,42105 0,001 23 0,00004348 0,036414411 1576,064273 0,002877196

3. 6,1 81326,64474 0,001 20 0,00005000 0,041876573 1812,473914 0,003281542

4. 6,1 81326,64474 0,001 16 0,00006250 0,052345716 2265,592393 0,004101928

5. 6,0 79993,42105 0,001 17 0,00005882 0,049266556 2132,322252 0,003892677

6. 6,1 81326,64474 0,001 15 0,00006667 0,055835431 2416,631886 0,004375389

7. 6,0 79993,42105 0,001 19 0,00005263 0,044080603 1907,867278 0,003482921

8. 6,0 79993,42105 0,001 13 0,00007692 0,064425497 2788,421407 0,005090423

C0 rata-rata= 0.003729587

Aliran Laminer

N

o

∆P Volum

e (m3)Waktu Q (m3/s) V (m/s) NRe C0

cmHg Pa

1. 4,6 61328,2895 0,001 360,0000277

80,023264763

1006,92995

20,002099382

2. 4,7 62661,5132 0,001 290,0000344

80,028880395 1249,98201 0,002578256

3. 4,4 58661,8421 0,001 250,0000400

00,033501258

1449,97913

20,003091054

4. 4,5 59995,0658 0,001 230,0000434

80,036414411

1576,06427

30,0033223

5. 4,1 54662,1711 0,001 230,0000434

80,036414411

1576,06427

30,003480592

6. 4 53328,9474 0,001 220,0000454

50,038069612

1647,70355

90,003684005

7. 3,9 51995,7237 0,001 220,0000454

50,038069612

1647,70355

90,003730937

8. 3,9 51995,7237 0,001 210,0000476

20,03988245

1726,16563

30,003908601

C0 rata-rata= 0.003236891

d. Pipa Venturimeter

Diameter = 0.039 m

ρair =998.8 kg/m3


ρudara =1.2 kg/m3

μ =0.0009 kg.m/s

Aliran Turbulen

N

o

∆P Volume


cmHg Pa

1. 08 10665,78947 0,001 280,0000357

10,02991 1294,62422 0,006472467

2. 0,6 7999,42105 0,001 250,0000400

00,0335 1449,97913 0,008370613

3. 0,6 7999,342105 0,001 230,0000434

80,03641 1576,06427 0,009098492

4. 0,6 7999,342105 0,001 200,0000500

00,04188 1812,47391 0,010463266

5. 0,6 7999,342105 0,001 190,0000526

30,04408 1907,86728 0,011013964

6. 0,6 7999,342105 0,001 170,0000588

20,04927 2132,32225 0,012309725

7. 0,6 7999,342105 0,001 160,0000625

00,05235 2265,59239 0,013079082

8. 0,7 9332,565789 0,001 130,0000769

20,06443 2788,42141 0,014903234

C0 rata-rata= 0.010713855

Aliran Laminer

No∆P Volume


cmHg Pa

1. 4,4 58661,8421 0,001 37 0,00002703 0,022635985979,715629

40,00208855

2. 4,3 57328,6184 0,001 34 0,00002941 0,0246332781066,16112

60,00229911

3. 4,3 57328,6184 0,001 24 0,00004167 0,0348971441510,39492

90,003257072

4. 4,2 55995,3947 0,001 21 0,00004762 0,039882451726,16563

30,003766422

5. 4,1 54662,1711 0,001 19 0,00005263 0,0440806031907,86727

80,004213348

6. 4,3 57328,6184 0,001 18 0,00005556 0,0465295262013,85990

50,004342763

7. 4,3 57328,6184 0,001 16 0,00006250 0,0523457162265,59239

30,004885609

8. 4 53328,9474 0,001 15 0,00006667 0,0558354312416,63188

60,005403207

C0 rata-rata= 0.00378201

6.3 Kurva Hasil Percobaan

a. Kurva NRe terhadap C0

A. Orificemeter

Aliran Turbulen

1000 1500 2000 2500 3000 3500 40000

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

f(x) = 2.50676690354424E-05 xR² = 1

Kurva NRe Terhadap C0 (Ori-ficemeter)

Kurva NRe Terhadap C0Linear (Kurva NRe Terhadap C0)

NRe

C0

Aliran Laminer

1500 2000 2500 3000 3500 4000 45000

0.0020.0040.0060.008

0.010.0120.0140.0160.018

f(x) = 3.99432513937968E-06 x − 0.000402501259387974R² = 0.997818465054118

Kurva NRe Terhadap C0 (Ori-ficemeter)


NRe

C0

B. Pipa Lurus

Aliran Turbulen

500 1000 1500 2000 2500 3000 35000

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

f(x) = 8.49352390558781E-06 x − 0.00287712173980499R² = 0.935788521149078

Kurva NRe Terhadap C0 (Pipa Lurus)


NRe

C0

Aliran Laminer

500 1000 1500 2000 25000

0.00050.001

0.00150.002

0.00250.003

0.00350.004

0.00450.005

f(x) = 2.14211077861222E-06 x + 7.20819094966047E-06R² = 0.993067307395724

Kurva NRe Terhadap C0 (Pipa Lurus)


NRe

C0

C. Elbowmeter

Aliran Turbulen

1000 1500 2000 2500 30000

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

f(x) = 1.82420652643274E-06 x − 1.22640020030519E-05R² = 0.999564136583006

Kurva NRe Terhadap C0 (Elbowmeter)


NRe

C0

Aliran Laminer

800 1000 1200 1400 1600 18000

0.00050.001

0.00150.002

0.00250.003

0.00350.004

0.0045

f(x) = 2.54130326624172E-06 x − 0.000537132900799411R² = 0.983198955940116

Kurva NRe Terhadap C0 (El-bowmeter)


NRe

C0

D. Venturimeter

Aliran Turbulen

1000 1500 2000 2500 30000

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0.014

0.016f(x) = 5.50327636508332E-06 x + 0.000238819448176636R² = 0.967162262925984

Kurva NRe Terhadap C0 (Ven-turimeter)


NRe

C0

Aliran Laminer

500 1000 1500 2000 2500 30000

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

f(x) = 2.24256081721108E-06 x − 0.000110623780717791R² = 0.997643377083638

Kurva NRe Terhadap C0 (Ven-turimeter)


NRe

C0

LAMPIRAN

No. Gambar Keterangan

1.1 set alat aliran

fluida

2.

Bak penampung

aliran air

beserta pompa

3.

Alat ukur

volume fluida

dalam bak

penampung

4.

Alat ukur

tekanan fluida

rejim aliran

laminar (kiri)

dan turbulen

(kanan)

5.Alat ukur fluida

orificemeter

6.Alat ukur fluida

pipa lurus

7.Alat ukur fluida

venturimeter

8.Alat ukur fluida

elbowmeter

Documents

Aliran Fluida Kelompok 9