i

ANALISA KERUGIAN HEAD LOSSES DAN FRICTION

PADA SISTEM PERPIPAAN BEDA JENIS VALVE

DENGAN VARIASI BUKAAN VALVE

SKRIPSI

Diajukan Kepada :

Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin

Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin

Disusun Oleh :

FAJAR AMIN MASYUDA

NIM : 201310120311050

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

ii

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

ANALISA KERUGIAN HEAD LOSSES DAN FRICTION PADA

SISTEM PERPIPAAN BEDA JENIS VALVE DENGAN

VARIASI BUKAAN VALVE

Diajukan kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Sebagai Salah Satu Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

Nama : Fajar Amin Masyuda

NIM : 201310120311050

Telah diperiksa, disetujui dan disahkan oleh :

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

(Ir. Ali Mokhtar, MT)

108.9109.0234

(Dini Kurniawati, ST. MT)

108.0907.0478

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Mesin

(Ir. Daryono, MT)

108.8909.0124

iii

Nama : Fajar Amin Masyuda

NIM : 201310120311050

Program Studi : Strata Satu (S1)

Judul : ANALISA KERUGIAN HEAD LOSSES DAN FRICTION

PADA SISTEM PERPIPAAN BEDA JENIS VALVE

DENGAN VARIASI BUKAAN VALVE

Pembimbing I : Ir.Ali Mokhtar, MT

NO TANGGAL URAIAN ASISTENSI TTD

1 13/9/2017 Konsultasi judul

2 20/9/2017 Topik pada dasarnya bisa dilanjut, cari

jurnal yang sesuai, cek patent yang ada.

3 29/9/2017 ACC BAB I

4 29/9/2017 Dapat dilanjut, buat instalasi percobaan.

5 10/10/2017

ACC BAB II

Tentukan model instalasi, yang mau

dirubah apanya.?

6 17/10/2017 Bisa dilanjutkan percobaan penelitian

7 22/12/2017

ACC BAB III

Pendahuluan, tujuan dan kesimpulan

harus sesuai.

8 27/12/2017 Pemb0ahasan sampai Head Loss, friction

dan koefisien hambatan

9 5/1/2018 Dilanjutkan pembuatan grafik

10 11/1/2018

ACC BAB IV

Grafik dibenahi, dilanjutkan dengan

kesimpulan

11 15/1/2018 ACC BAB V

12 18/1/2018 Konsultasi naskah publikasi semhas

13 23/1/2018 ACC naskah publikasi semhas

Malang, 6 Februari 2018

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I

(Ir. Ali Mokhtar, MT)

iv

Nama : Fajar Amin Masyuda

NIM : 201310120311050

Program Studi : Strata Satu (S1)

Judul : ANALISA KERUGIAN HEAD LOSSES DAN FRICTION

PADA SISTEM PERPIPAAN BEDA JENIS VALVE

DENGAN VARIASI BUKAAN VALVE

Pembimbing II : Dini kurniawati, ST. MT

NO TANGGAL URAIAN ASISTENSI TTD

1 5/11/2017 Perbaiki penulisan latar belakang, rumusan

masalah disesuaikan

2 23/11/2017 ACC BAB I. Dilanjut BAB II

3 7/12/2017 Konsultasi BAB II

Sesuikan rumusan dan gambar

4 14/12/2017 ACC BAB II. Dilanjut BAB III

5 15/12/2017 Konsultasi BAB III. Buat diagram alir

penelitian

6 19/12/2017 ACC BAB III. Dilanjut BAB IV

7 20/12/2017 Konsultasi BAB IV. Rapikan penulisan

persamaan. Tanda koma konten

8 27/12/2017 ACC BAB IV. Dilanjut BAB V

9 30/12/2017 Konsultasi BAB V. Lanjut naskah publikasi

10 10/1/2018 ACC BAB V. Siapkan naskah publikasi dan

PPT

11 10/1/2018 Siap semhas

Malang, 6 Februari 2018

Menyetujui,

Dosen Pembimbing II

(Dini kurniawati, ST. MT)

v

SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Fajar Amin Masyuda

NIM : 201310120311050

Tempat, Tanggal Lahir : Sangatta, 29 Mei 1994

Jurusan / Fakultas : Teknik Mesin / Teknik

Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang

Dengan ini menyatakan dengan sebenar – benarnya bahwa :

Sesungguhnya tugas akhir yang berjudul “Analisa Kerugian

Aliran Head Losses Dan fiction Pada Sistem Perpipaan Deda Jenis

Valve Dengan Variasi Bukaan Valve” yang diajukan untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah

Malang, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan duplikasi

(“PLAGIASI”) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan / atau pernah

dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas

Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali dalam bentuk

kutipan yang telah disebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya

untuk digunakan sebagaimana mestinya.

Malang, 6 Februari 2018

Yang menyatakan,

Fajar Amin Masyuda

viii

KATA PENGANTAR

Allhamdulillah, dengan memanjatkan rasa puji dan syukur kehadirat Allah

SWT yang mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahNya,

laporan tugas akhir dengan judul “Analisa Kerugian Aliran Head Losses Dan

Friction Pada Sistem Perpipaan Beda Jenis Valve Dengan Vaiasi Bukaan

Valve” ini akhirnya dapat terselesaikan.

Penulisan skripsi ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Malang. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam skripsi ini

terdapat banyak sekali kekurangan baik dari segi penggunaan kata dan bahasa

yang belum memenuhi kaidah yang tepat, maupun dari penelitian ini sendiri. Oleh

karena itu penulis sangat mengharapkan bantuan, kritik dan saran yang

membangun dari berbagai pihak yang membaca skripsi ini. Dalam menyelesaikan

skripsi ini penulis cukup banyak mendapatkan bimbingan, pengarahan dan

bantuan dari berbagai pihak baik secara moril maupun material. Oleh sebab itu

penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Bapak Ir. Daryono, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Malang.

2. Bapak Ir. Ali Mokhtar, MT., selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak

memberikan bimbingan dan nasehat serta semua ilmu yang telah diberikan.

3. Ibu Dini Kurniawati, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing II sekaligus dosen

wali saya yang telah banyak memberikan bimbingan dan nasehat serta semua

ilmu yang telah diberikan.

4. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah

Malang yang telah memberikan bekal ilmu dan pengetahuan yang sangat

bermanfaat.

5. Kedua Orang Tua, keluarga, dan adik-adikku yang selalu memberikan

bantuan materiil maupun non materiil, do’a, nasihat, semangat, kasih sayang

dan mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan terlupakan untuk

selalu berdo’a.

ix

6. Sabrina Putri Salsabila yang selalu ada memberikan semangat dan motivasi,

teman–teman sebimbingan, serta teman – teman teknik mesin angkatan 2013,

terimakasih untuk semangat, dukungannya selama ini.

7. Abang Ediy Satiawan yang mana sudah menjadi kakak buat saya yang selalu

membantu dan membimbing didalam mengajari serta semua pihak yang tidak

bisa penulis sebutkan satu persatu. Semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas

semua kebaikan yang telah kalian berikan kepada penulis.

Demikian skripsi ini penulis susun, semoga skripsi ini bermanfaat bagi

kita semua. Sekali lagi penulis ucapkan syukur kepada Illahi Rabbi semoga ilmu

yang didapatkan mendatangkan makna dan manfaat dalam kehidupan siapapun,

kapanpun dan dimanapun, terimakasih.

Malang, 6 Februari 2018

Penulis,

Fajar Amin Masyuda

x

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL .......................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... ii

LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI ..................................................... iii

LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ........................... v

ABSTRAK ...................................................................................................... vi

ABSTRACK.................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR .................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................... x

DAFTAR TABEL........................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiv

DAFTAR GRAFIK ........................................................................................ xv

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ..................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................ 2

1.3 Tujuan Penelitian .................................................................................. 2

1.4 Manfaat Penelitian ............................................................................... 3

1.5 Batasan Masalah ................................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 4

2.1 Sifat Dasar Fluida ................................................................................ 4

2.1.1 Berat Jenis ................................................................................... 5

2.1.2 Kerapatan Massa . ....................................................................... 5

2.1.3 Kerapatan Relatif . ...................................................................... 6

2.1.4 Tekanan . ..................................................................................... 6

2.1.5 Temperatur ................................................................................. 7

2.1.6 Viskositas ................................................................................... 7

2.2 Pressure Drop ...................................................................................... 8

2.3 Bilangan Reynoal ................................................................................ 10

2.3.1 Aliran Laminar .......................................................................... 10

2.3.2 Aliran Turbulen ......................................................................... 10

2.3.3 Aliran Transisi ........................................................................... 10

xi

2.4 Persamaan Bernauli .............................................................................. 11

2.5 Persamaan Kontinuitas ......................................................................... 13

2.6 Head Loss Dan Friction Loss Pada Pipa .............................................. 14

2.7 Gesekan Dalam Pipa ............................................................................ 15

2.8 Sistem Perpipaan .................................................................................. 17

2.9 Valve .................................................................................................. 18

2.9.1 Gate Valve .. ................................................................................ 18

2.9.2 Ball Valve .................................................................................... 19

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 22

3.1 Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 22

3.2 Penjelesan Skema Penelitian ............................................................... 23

3.2.1 Menentukan Instalasi Perpipaan ................................................. 23

3.2.2 Pengujian Instalasi ...................................................................... 24

3.3 Pelaksanaan Pengujian ......................................................................... 24

3.3.1 Persiapan Pengujian ..................................................................... 24

3.3.2 Prosedur Pengujian ...................................................................... 25

3.3.3 Teknik Analisa Data..................................................................... 26

3.3.4 Data Hasil Penelitian .................................................................... 26

BAB IV ANALISIS PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN .................. 28

4.1 Analisis Perhitungan ............................................................................ 28

4.1.1 Perhitungan Data Ball Valve ...................................................... 28

4.1.2 Perhitungan Data Gate Valve .................................................... 30

4.2 Pembahasan Dan Hasil Perhitungan..................................................... 32

4.2.1 Hubungan Antara Kerugian Head Aktual Akibat Variasi Bukaan

Valve Dengan Perubahan Kecepatan ......................................... 32

4.2.2 Hubungan Antara Kerugian Head Aktual Akibat Penyempitan

Penampang Valve Dengan Koefisien Hambatan ....................... 34

4.2.3 Hubungan Antara Kerugian Head Aktual Akibat Bukaan Ball Valve

Dan Gate Valve Dengan Perubahan Debit Aliran Dalam Sistem

Instalasi Pipa .............................................................................. 37

4.2.4 Pengaruh Bukaan Jenis Valve Terhadap Nilai Friction Loss Pada

Instalasi Pipa ............................................................................... 38

xii

BAB V PENUTUP .......................................................................................... 40

5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 40

4.2 Saran ..................................................................................................... 40

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 42

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Viskositas Kinematik ...................................................................... 11

Tabel 2.2 Sifat Kekentalan Dan Viskositas Kinematik Pada Tekanan Atmosfer ....... 17

Tabel 3.1 Data Hasil Penelitian Terhadap Sistem Instalasi Perpipaan Beda

Jenis Dengan Variasi Bukaan Valve ............................................... 27

Tabel 4.1 Data Hasil Perhitungan Aliran Beda Jenis Valve Dengan Variasi

Bukaan Valve .................................................................................. 32

Tabel 4.2 Hubungan Variasi Bukaan Beda Jenis Valve Dengan Debit Aliran ........... 33

Tabel 4.3 Hubungan Koefisien Hambatan Akibat Bukaan Beda Jenis Valve ............ 34

Tabel 4.4 Hubungan Debit Aliran Dengan Koefisien Hambatan ................... 35

Tabel 4.5 Data Hubungan Antara Kerugian Head Aktual Akibat Bukaan

Ball Valve Dan Gate Valve Dengan Perubahan Debit Aliran ........ 37

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Grafik Aliran Fluida ................................................................................... 9

Gambar 2.2 Jenis – Jenis Aliran...................................................................................... 11

Gambar 2.3 Hubungan Aliran Energi Didalam Ruangan Tertutup ........................... 12

Gambar 2.4 Grafik head losses – kecepatan ................................................................. 16

Gambar 2.5 Jenis Gate Valve ......................................................................................... 18

Gambar 2.6 Jenis Ball Valve ........................................................................................... 19

Gambar 2.7 Full Bore Ball Valve ................................................................................... 20

Gambar 2.8 Reduced Bore Ball Valve .......................................................................... 20

Gambar 3.1 Sistem Instalasi Perpipaan Yang Direncanakan ..................................... 23

xv

DAFTAR GRAFIK

Gambar 4.1 Hubungan Antara Penururan Debit Aliran Akibat Bukaan Valve ....... 33

Gambar 4.2 Hubungan Head Loss Terhadap Koefisien Hambatan Aliran

Akibat Bukaan Beda Jenis Valve ................................................ 34

Gambar 4.3 Hubungan Debit Alira Dengan Friction Pada Instalasi Pipa ........ 35

Gambar 4.4 Hubungan Antara Kerugian Head Aktual Akibat Bukaan Ball

Valve Dengan Perubahan Debit Aliran Dalam Sistem Instalasi

Pipa ............................................................................................ 36

Gambar 4.5 Hubungan Antara Kerugian Head Aktual Akibat Bukaan Gate

Valve Dengan Perubahan Debit Aliran Dalam Sistem Instalasi

Pipa ............................................................................................. 37

Gambar 4.6 Hubungan Variasi Bukaan Valve Dengan Besarana Nilai

Friction Pada Instalsi Pipa .......................................................... 38

42

DAFTAR PUSTAKA

Chin-Cheng wang. 2006. Performance test and flow visualization of ball valve.

National Taiwan University of Science and Technology. Jurnal

Departement of mekanikal engineering. Taiwan.

Efriandi, Rohman. 2004. Pengaruh Jumlah Saluran Distribusi Terhadap Total

Kerugian Head Pada Instalasi Pompa Sentrifugal. Unram, Mataram.

Hasbi. 2009. Pengaruh perubahan sudut Butterfly Valve terhadap pola aliran

pada Downstream katup. Jurnal teknik mesin, unhalu, Kendari.

Haruo Tahara, Sularso, 2000. Pompa dan Kompresor. Pemilihan Pemakaian dan

Pemeliharaan (Terjemahan). Cetakan ketuju, Pradnya Pramita, Jakarta.

Moody, L.F. (1944). "Friction Factors for Pipe Flow". Transactions of the ASME

M. White, F. 1988. Mekanika Fluida. Jakarta: Erlangga.

M. White, Frank dan Hariandja, Manahan. 1988. Mekanika Fluida. Jakarta

:Erlangga.

Raswari. 1986. Teknologi dan Perencanaan Sistem Perpipaan. Jakarta: Penerbit

Universitas Indonesia.

White, Frank.M. 1986. Mekanika Fluida. Jakarta: Erlangga.

White, Frank M., Manahan Hariandja. 1988. Mekanika Fluida (Terjemahan). Jilid

I, Penerbit Erlangga, Jakarta.

White, Frank M., Manahan Hariandja. 1988. Mekanika Fluida (Terjemahan). Jilid

II, Penerbit Erlangga, Jakarta.