Fluid Flow Bnr

Laboratorium Operasi Teknik KimiaFakultas Teknologi IndustriUPN “Veteran” Jawa Timur

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan sehari-

hari. Setiap hari manusia menghirupnya, meminumnya, terapung atau tenggelam

di dalamnya. Setiap hari pesawat udara terbang melaluinya dan kapal laut

mengapung di atasnya. Demikian juga kapal selam dapat mengapung atau

melayang di dalamnya. Air yang diminum dan udara yang dihirup juga

bersirkulasi di dalam tubuh manusia setiap saat meskipun sering tidak disadari.

I.2 Tujuan

Mencari nilai-nilai eksperimen head-loss dalam pipa dan fitting, dalam ekspansi

dan kontraksi, dan membandingkan nilai eksperimental dari fanning friction

faktor dan koefisien kontraksi dengan nilai yang dikalkulasikan dari persamaan

dan didapatkan dari literatur

I.3 Manfaat

Agar para praktikan mengetahui cara kerja dari fluid flow serta mampu

mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari-hari.

1 | Fluid Flow


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Secara Umum

Fluida adalah zat yang dapat mengalami perubahan bentuk secara

kontinu bila terkena tegangan geser walaupun relatif kecil. Gaya geser adalah

komponen gaya yang menyinggung permukaan dan jika dibagi dengan luas

permukaan tersebut menjadi tegangan geser rata-rata pada permukaan itu.

Selama fluida bergerak, harus selalu ada gaya geser yang bekerja terhadap

fluida. Hal ini dilakukan dengan penambahan energi dari luar. Tanpa penambahan

energi dari luar, aliran fluida akan terhenti. Jumlah energi yang diperlukan untuk

mempertahankan aliran ini dianggap sebagai energi yang hilang, karena tidak

dapat diambil sebagai energi yang bermanfaat. Dalam aliran fluida di dalam

saluran, energi yang hilang disebut Head loss.

Berdasarkan sifat alirannya, pada umumnya terdapat tiga jenis aliran fluida:

1. Aliran laminar

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 kecendrungan terjadinya

gerakan relatif antara lapisan. Sehingga aliran laminar memenuhi hukum

viskositas Newton yaitu :

2. Aliran turbulen

Aliran 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 kebagian fluida yang lain dalam skala yang besar. Dalam keadaan

2 | Fluid Flow


aliran turbulen maka turbulensi yang terjadi membangkitkan tegangan

geser yang merata diseluruh fluida sehingga menghasilkan kerugian –

kerugian aliran.

3. Aliran transisi

Aliran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminar ke

aliran turbulen.

II.2 Konsep Dasar

Bilangan Reynolds

Bilangan Reynolds merupakan bilangan tak berdimensi yang dapat

membedakan suatu aliran itu dinamakan laminar, transisi atau turbulen.

Re = VD . ρ

μ

Dimana : V kecepatan (rata-rata) fluida yang mengalir (m/s)

D adalah diameter dalam pipa (m)

ρ adalah masa jenis fluida (kg/m3)

μ adalah viskositas dinamik fluida (kg/m.s) atau (N. det/ m2)

Dilihat dari kecepatan aliran, menurut (Mr. Reynolds)

diasumsikan/dikategorikan laminar bila aliran tersebut mempunyai bilangan Re

kurang dari 2300, Untuk aliran transisi berada pada pada bilangan Re 2300 dan

4000 biasa juga disebut sebagai bilangan Reynolds kritis, sedangkan aliran

turbulen mempunyai bilangan Re lebih dari 4000.

Hidrodinamika yang menjadi dasar aliran fluida dalam Operasi Teknik Kimia,

dibagi menjadi tiga pokok bahasan :

3 | Fluid Flow


a. Yang berhubungan dengan aliran fluida dalam saluran sehingga aliran

terarah mengikuti bentuk saluran (internal flow), misalnya : pemompaan

cairan, kompresi gas dan aliran fluida dalam kanal terbuka.

b. Yang membahas masalah aliran fluida lewat di sekitar benda padat

(eksternal flow), misalnya : sedimentasi dan pemisahan dengan

sentrifugasi dan pencampuran.

c. Masalah campuran dari kedua hal diatas, seperti fluidisasi dan aliran dua

fase gas-cair.

Pada dasarnya faktor-faktor yang mempengaruhi aliran fluida adalah yang

menyangkut dengan sifat fisik dari fluida yang dapat didefinisikan pada :

a. Tekanan

b. Temperatur

c. Densitas

d. Viskositas

Viskositas Fluida

Fluida adalah benda yang dapat mengalami perubahan bentuk secara terus

menerus karena gaya gesek yang bekerja terhadapnya. Sifat yang erat

hubungannya dengan definisi ini adalah viskositas. Harga viskositas fluida

mungkin dipengaruhi oleh besar dan lama aksi gaya yang bekerja terhadapnya.

Viskositas fluida juga dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur.

Densitas Fluida

Disamping viskositas, sifat fluida yang penting lainnya adalah densitas (masa

persatuan volume). Seperti viskositas, karakteristik gas dan cairan dalam sifat

4 | Fluid Flow


densitas ini bebeda satu dengan lainnya. Densitas gas sangat dipengaruhi oleh

tekanan dan temperaturnya, karena itu gas juga disebut fluida termampatkan

(compressible fluid). Hubungan antara densitas dengan tekanan dan temperatur

gas banyak dibahas dalam bidang termodinamika, misalnya Hukum Gas Ideal dan

persamaan Van Der Waals.

Densitas cairan sedikit sekali dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur, karena itu

cairan disebut juga fluida tak termampatkan (incompressible fluid). Bedasarkan

sifat kemampatan ini, aliran fluida dibagi menjadi dua, yaitu aliran fluida

termampatkan dan tak termampatkan. Seringkali bila perubahan temperatur dan

tekanan relatif kecil, permasalahan aliran gas diselesaikan dengan cara untuk

fluida tak termampatkan.

Friksi

Friction adalah gaya tahanan yang muncul ketika suatu tubuh bergerak atau

cenderung bergerak melalui permukaan sanggahan. Kemampuan untuk berjalan

dan untuk menggenggam berbagai obyek dengan kedua tangan adalah bergantung

pada gaya frictional. Gaya friksional yang dihasilkan selama gerakan dinamakan

dynamic friction, sedangkan limiting friction adalah gaya friksional yang

dihasilkan ketika terjadi slide disekitar permukaan sanggahan. Limiting friction

mempunyai gaya friction yang lebih besar sampai mencapai nilai maksimum

daripada dynamic friction.

Gaya frictional maksimal (limiting friction) bergantung pada :

1. Besarnya tahanan (pressure) dari permukaan sanggahan

2. Sifat material/bahan dari permukaan dan efek yang ditimbulkan berkaitan

dengan derajat kekasaran permukaan.

Tidak seperti bentuk-bentuk lainnya yang sangat diperhatikan di titik awal dan

akhir suatu sistem, energi hilang gesekan terjadi disepanjang aliran. Energi ini

terjadi dari perubahan energi mekanik menjadi energi panas yang tidak dapat

diubah kembali menjadi bentuk energi asalnya atau energi lain.

5 | Fluid Flow

http://www.infofisioterapi.com/tag/gaya


Energi hilang gesekan dapat terjadi antar elemen fluida dan antara fluida dengan

dinding sepanjang saluran. Energi hilang gesekan disebut ‘skin friction” atau

“frictional resistance”. Peranan gesekan antar elemen dan gesekan antara elemen

dengan dinding tergantung pada pola aliran. Pada laju alir relatif rendah, gesekan

antar elemen (viscous section) sangat berperan. Bila laju alir meningkat, adanya

arus gejolak (eddy current) menambah besarnya energi hilang gesekan. Gesekan

antara elemen fluida dan dinding pun sangat berperan pada laju alir tinggi.

Bila aliran mengalami pemisahan elemen-elemen, maka energi hilang gesekan

bertambah besar. Hal ini terjadi misalnya pada belokan, penyempitan maupun

pelebaran, kran, sambungan, adanya padatan yang menghalangi aliran dan

sebagainya

Pompa

Daya dan kerja yang dibutuhkan

Energi mekanik yang diberikan Ws dalam J/kg yang diberikan ke fluida sering

digambarkan sebagai Head pompa dalam m dari fluida yang dipompakan dimana ;

-WS = H.g

Banyak faktor yang menentukan efisiensi aktual dan karakteristik unjuk kerja

pompa. Unjuk kerja suatu pompa digambarkan oleh kurva yang disebut kurva

karakteristik , biasanya menggunakan fluida air. Head (H) yang dihasilkan akan

sama untuk setiap cairan yang memiliki viskositas sama.

Pada kebanyakan pompa, kecepatan umumnya bervariasi. Kurva karakteristik

untuk pompa sentrifugal tahap tunggal yang bekerja pada kecepatan konstan,

kebanyakan laju pompa berbasis pada head dan kapasitas pada titik efisiensi

puncak. Efisiensi mencapai puncak pada laju alir kurang lebih 50 galon/menit,

sementara bila harga laju alir meningkat head yang dihasilkan akan menurun.

6 | Fluid Flow


Sistem perpipaan

Sudden Enlargment

Suatu sudden enlargment pada daerah alir fluida membesar tiba-tiba sehingga

kecepatannya menurun. Saat fluida memasuki pipa besar, suatu pancaran

terbentuk disaat fluida terpisah dari dinding tabung kecil. Karena tidak ada

dinding pipa yang mengendalikan pancaran fluida yang dihasilkan dari pipa kecil,

maka pancaran itu akan berekspansi sehingga mengisi seluruh permukaan.

Sebagian kecil fluida terpisah dari pancarannya dan bersirkulasi diantara dinding

dan pancaran. Pengaruh pusaran dan expansi fluida sesuai dengan tiga perubahan

pada profil kecepatan . Ada

Sudden Contraction

Suatu pengecilan tiba-tiba sering juga disebut reduksi. Fenomena aliran pada

kasus kontraksi sangat berbeda dari pada ekspansi. Profil kecepatan adalah profil

fluida yang mengalir pada bagian yang besar. Kontraksi menyebabkan fluida

berakselerasi saat memasuki daerah yang lebih kecil.

Fitting dan Valve

Valve dan fitting dapat meningkatkan penurunan tekanan pada sistem perpipaan

aliran fluida bila dibandingkan dengan pipa lurus tanpa valve dan fitting. Bahkan

suatu sambungan ynag menggabungkan dua pipa yang panjang, mengganggu

profil kecepatan pada aliran turbulen sehingga cukup untuk meningkatkan

penurunan tekanan.

Ada dua prosedur standar untuk menentukan pressure loss dalam aliran turbulen

dengan adanya fitting. Prosedur pertama ialah menggunakan tabel panjang

ekivalen, cara kedua dengan menggunakan koofisien kehilangan (k) untuk setiap

tipe fitting.

7 | Fluid Flow


Alat Ukur Fluida

Pengukuran fluida merupakan suatu aplikasi penting pada neraca energi. Dasarnya

flow meter dirancang untuk menyebabkan penurunan tekanan yang dapat diukur

dan dihubungkan dengan laju alir. Penurunan tekanan ini diakibatkan oleh

perubahan energi kinetik, oleh gesekan dan lain-lain.

Manometer

karena kebanyakan fluid meter dapat menyebabkan perbedaan tekanan sepanjang

bagian pengukuran, suatu alat ukur sederhana dapat digunakan untuk menentukan

perbedaan ini. Salah satu alat yang sederhana adalah manometer pipa U.

Pitot Tube

Tabung pitot digunakan untuk mengukur kecepatan lokal pada suatu titik tertentu

dalam arus aliran dan bukan kecepatan rata-rata pada pipa. Salah satu tabung,

yaitu tabung inpeact, memiliki bukaan yang sejajar terhadap arah aliran dan

tabung statif memiliki bukaan paralel terhadap arah aliran.

Fluida mengalir kedalam bukaan, terjadilah tekanan dan kemudian menjadi tetap

pada disebut titik stagnasi. Perbedaan pada tekanan stagnasi ini dan tekanan statis

yang diukur dengan tabung statif menggambarkan kenaikan tekanan dengan

deselarasi fluida. Manometer mengukur kenaikan kecil pada tekanan ini. Bila

fluida non kompressible, kita dapat menuliskan persamaan Bernoulli antara

kecepatan V1 adalah kecepatan sebelum fluida terdeselarasi dan kecepatan V2

adalah 0

Ventury Meter

Sebuah ventury meter selalu diletakkan pada perpipaan. Sebuah manometer atau

peralatan lain dihubungkan terhadap 2 kran tekanan dan mengukur beda tekanan

antara titik 1 dan titik 2. Kecepatan rata-rata pada titik 1 adalah V1 dan diameter

d1, dan pada titik 2 kecepatan adalah V2 dan diameter d2. Penyempitan dari d1 ke

8 | Fluid Flow


d2 dan ekspansi balik dari d2 ke d1 berlangsung secara perlahan-lahan. Friction loss

yang kecil selama kontraksi dan ekspansi dapat diabaikan.

Untuk menurunkan persamaan pada ventury meter, friksi diabaikan dan pipa

diasumsikan horizontal. Asumsi aliran turbulen dan persamaan neraca energi

mekanik antara titik 1 dan 2 untuk fluida incompressible

Orifice Meter

Pada instalasi-instalasi diproses plant penggunaan ventury meter memiliki

beberapa kerugian. Ventury memerlukan ruangan yang luas dan juga mahal. Juga

diameter throat yang tetap, sehingga laju alir berubah drastis maka pembacaan

perbedaan tekanan menjadi tidak akurat. Ventury dapat diganti dengan suatu

orifice meter walaupun menimbulkan head loss yang lebih besar.

Suatu plat yang memiliki lubang dengan diameter d0 diletakkan diantara dua plat

pipa dengan diameter d1. Lubang pengukur tekanan pada titik 1 dan titik 2 akan

mengukur P1 – P2. Arus fluida melewati plat orifice membentuk suatu vena

kontrakta atau arus pancar bebas.

Persamaan Bernouli

Persamaan dasar dalam hidrodinamika telah dapat di rintis dan dirumuskan oleh

bernouli secara baik, sehingga dapat dimanfaatkan untuk menjelaskan gejala fisis

yang berhubungan dengan aliran air. Persamaan dasar teori tersebut menjelaskan

berbagai hal yang berkaitan dengan kecepatan,tinggi permukaan zat cair dan

tekanannya. Persamaan bernouli dihasilakn oleh bernouli tersebut sehingga juga

dapat disebut dengan Hukum Bernouli yakni suatu hukum yang dapat digunakan

untuk menjelaskan gejala yang berhubungan dengan gerakan zat alir melalui

sesuatu penampang pipa. Hukum tersebut diturunkan dari hukum newton dengan

berpangkal tolak pada teorema kerja tenaga aliran zat cair dengan beberapa

persyaratan antara lain aliran yang terjadi merupakan aliran steady. Persmaan

yang dinyatakan dalam hukum bernouli tersebut melibatkan hubungan berbagai

9 | Fluid Flow


besaran fisis dalam fluida yakni kecepatan aliran yang memiliki satu garis arus

tinggi permukaan air mengalir dan tekanannya. Bentuk hubungan yang dapat

dijelaskan melalui besaran tersenut adalah besaran usaha tenaga pada zat cair

Persamaan Bernouli untuk Fluid Friction

Pada fluida yang mengalir dalam pipa. Dari neraca massa diperoleh

persamaan kontinyuitas yang intinya kapasitas massa atau debit tetap,

sedang dari neraca tenaga diperoleh persamaan tenaga yang sering disebut

sebagai persamaan Bernoully, yaitu :

ΔP/ρ + ΔZ g/gc + Δv/2αgc + hf = -Wp

= beda tenaga potensial

= beda tenaga kinetis

= beda teanga tekan

hf = jumlah kehilangan tenaga akibat friksi yang terjadi

-Wp = tenaga yang diberikan dari luar missal melalui tenaga

pompa

Jumlah tenaga hilang akibat friksi, berasal dari friksi pipa lurus ditambah

friksi dari fitting

Friksi pipa lurus bisa menggunakan persamaan Fanning atau persamaan

D’Arcy, untuk keperluan teknis praktis biasanya menggunakan persamaan

D’Arcy :

f = factor friksi D’Arcy

10 | Fluid Flow


Merupakan fungsi dari bilangan Reynold dan kekasaran relatif

permukaan dalam pipa.

f = (Re, /D )

D= diameter dalam pipa

L= panjang pipa

= laju alir

Sedang friksi fitting dihitung, dengan menyatakan panjang ekuivalen

fitting terhadap pipa lurus

Panjang ekuivalen fitting (Le) adalah ekuivalensinya terhadap panjang

pipa lurus yang diameternya tertentu yang memiliki besar friksi yang

sama.

Dengan demikian perhitungan friksi fitting bisa menggunakan persamaan

D’Arcy :

Kehilangan tenaga akibat friksi, baik pipa lurus maupun fitting bisa di

hitungan dari kehilangan tekanan ( pressure drop ) yang dihitung dari

penunjukan alat ukur yang digunakan, missal : manometer.

R = manometer reading (beda tinggi permukaan) fluida pengukur ,

misal air raksa

= rapat massa fluida pengukur, missal air raksa

=rapat fluida yang mengalir dalam percobaan, misal air

II.3 Hipotesis

11 | Fluid Flow


Pada percobaan fluid flow ini semakin kecil nilai suatu variable maka

semakin besar debit perhitungan yang di dapatkan. Dan semakin besar nilai

Variabel bukaan maka semakin kecil nilai debit yang di dapat dalam perhitungan.

BAB III

METODELOGI PENELITIAN

III.1 Alat yang di gunakan

1. Satu set alat fluid flow dengan manometer raksa

2. Beaker glass

3. Tangki terbuka

4. Stopwatch

5. Gelas Ukur

III.2 Bahan

1. Air

III.3 Gambar alat

12 | Fluid Flow


(a) (b)

Gambar 3.1 (a) dan (b) Serangkaian Alat Fluid Flow

III.5 Prosedur Praktikum

1. Mendaftarkan Bon alat

2. Membuka valve pada pipa yang akan di lalui fluida pada pipa (C,D,E)

dengan menutup valve (B,F,G,H,J)

3. Memompakan aliran perpipaan menuju orificemeter melewati valve yang

akan dilalui dan air akan di discharge ke tanki yang lain.

4. Menimbang air sesuai dengan interval waktu

5. Melakukan run dengan beberapa vaariabel flowrate dengan mengatur

valve

6. Membuat kurva kalibrasi

13 | Fluid Flow


BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 TABEL HASIL PENGAMATAN

Pada Pipa C

BUKAAN p (PUTIH)cmHg t Volume(ml)

0,25 2.3 3 1400

0,75 1.3 3 463.3

1,25 2.73 3 146.6

Pada Pipa D

Bukaan p (pink)cmHg p (Merah)cmHg t Volume(ml)

14 | Fluid Flow


0,5 6 4.5 5 140

1 5.5 4.3 5 240

1,5 4.8 4 5 590

Pada Pipa E

Bukaan

p

(kuning)

cmHg p(Ungu)cmHg p(Biru)cmHg t

Volume

(ml)

0,5 2 1 2 5 620

1 1 0.5 1.2 5 200

1,5 1.3 0.2 1 5 42

IV.2 Perhitungan

Viskositas = 1 Cps x 6,78x10-4 = 6,78x10-4lbm/ft.s= 0.049 g/cm s

Sg air = 1,1

ρ air = 1 gr/m3

effisiensi=60%

p = 76cmHg

Jenis pipa diameter (D) (ft) luas (A) (ft2) D (cm) A (cm)1” sch 40 0.0874 0.006 2.663957 0.015

½ “ sch 40 0.05183 0.00211 1.579782 0.005265

Pipa C

bukaanP2 (cmHg)=Σp manometer/2 volume (ml) t (s)

0,25 2.3 1266.6 30,75 1.3 433.3 31,25 2.73 203.33 3

15 | Fluid Flow


Perhitungan kecepatan pada pipa C

v volumetrik cm3/s = volume/t

u (cm2/s)= v Vol / area pipe 1”sch 40

Nre= ID*v Linier*ρ/μ

α

422.2 28146.66667 9477.959184 1144.4333333 9628.888889 3242.380952 167.77666667 4518.444444 1521.517007 1

Perhitungan Head Loss pada pipa C

EK (J)=u linier^2/2*gc*α

P1 (cmHg)= 76cmHg+ρ*(g/gc)*h tank

∆P (cmHg)= p1-p2

hf=ΔP/ρ+EK+Z(g/gc)+η*Wp (J/g)

3.88195E+11 114.5 112.2 3.88195E+111440845.111 114.5 113.2 1441047.421317280.105 114.5 111.77 317481.1141

Perhitungan Friction loss pada pipa C

tipe fiting f L (cm) L (ft) D (cm) u ^2 (cm2/s) Ff= kf*L*v lin ^2/2*gc*D

elbow 90° 0.75000

100

3.28000 2.663957

792,234,844.44445

77,560,123,811,687.10000

elbow 90° 1.00000

100

3.28000 2.663957

792,234,844.44445

103,413,498,415,583.00000

elbow 90° 1.00000 225

7.38000 2.663957

792,234,844.44445

232,680,371,435,061.00000

tee 0.75000

100

3.28000 2.663957

792,234,844.44445

77,560,123,811,687.10000

tee 0.75000

305

10.00400 2.663957

792,234,844.44445

236,558,377,625,646.00000

elbow 90° 0.75000 40

1.31200 2.663957

792,234,844.44445

31,024,049,524,674.80000

ekspansi 0,5 - 1

fe= v lin^2/2*gc(1-(ID 0.5"/ID 1")

157,987,307,645.36

kontraksi 1 - 0,5

fc = kc * v lin^2/2*gc

213,507,290,577.78

gate valve 0,5

4.50000 30

0.98400 2.663957

792,234,844.44445

139,608,222,861,037.00000

gate valve 1

0.17000 30

0.98400 2.663957

92,715,501.23457

617,228,281,197.31700

gate valve 30 2.663957

16 | Fluid Flow


1,5 4.67000 0.98400 20,416,340.19753 3,733,699,137,881.33000

Perhitungan power pump pada pipa C

total friction ΣF 903,127,189,502,677.00000 power pump=ΔP/ρ+EK+Z(g/gc)-ΣF (J/s)1.17457E+91.17407E+91.17407E+9

Data pada pipa D

bukaanP2 (cmHg)=Σp manometer/2 volume(cm3) t

0.5 5.25 590 51 4.9 240 5

1.5 4.4 140 5

Perhitungan kecepatan alir pada pipa D

v volumetrik cm3/s = volume/t u (cm2/s)= v Vol / area pipe Nre= ID*u*ρ/μ

α

118 7866.666667 470451.1818 148 3200 191369.9722 128 1866.666667 111632.4838 1

Perhitungan head loss pada pipa D

EK (J)=v linier^2/2*gc*α

P1 (cmHg)= 76cmHg+ρ*(g/gc)*h

∆P (cmHg)= p1-p2

hf=ΔP/ρ+EK+Z(g/gc)+η*Wp (J/g)

17 | Fluid Flow


tank30323377778 114.5 109.25 303233779595017600000 114.5 109.6 50176001821707377778 114.5 110.1 1707377960

Perhitungan Friction Loss pada pipa D

tipe fiting fL (cm) L (ft) D (cm) u ^2 (cm2/s)

Ff= kf*L*u^2/2*gc*D

elbow 90° 0.75 82 2.6896 2.663957 61884444.44 4.96798E+12elbow 90° 1 305 10.004 2.663957 61884444.44 2.4638E+13elbow 90° 1 225 7.38 2.663957 61884444.44 1.81755E+13elbow 90° 0.75 82 2.6896 2.663957 61884444.44 4.96798E+12tee 0.75 40 1.312 2.663957 61884444.44 2.42341E+12tee 0.75 30 0.984 2.663957 61884444.44 1.81755E+12

ekspansi 0,5 - 1

fe= u^2/2*gc(1-(ID 0.5"/ID 1") 19679872178

ekspansi 0,5 - 1

fe= u^2/2*gc(1-(ID 0.5"/ID 1") 19679872178

kontraksi 1 - 0,5

fc = kc * u^2/2*gc 16677857778

18 | Fluid Flow


kontraksi 1 - 0,5

fc = kc * u^2/2*gc 16677857778

gate valve 0,5 4.5 30 0.984 2.663957 61884444.44 1.09053E+13gate valve 1 0.17 30 0.984 2.663957 10240000 68170020280gate valve 1,5 4.67 30 0.984 2.663957 3484444.444 6.37228E+11

Perhitungan power pump pada pipa D

total friksi = ΣF6.86739E+13

power pump=ΔP/ρ+EK+Z(g/gc)-ΣF (J/s)893154258068928252829589278225006

Data pada pipa E

bukaan kuning ungu biru t (s)vol (cm3)

P2 (cmHg)=Σp manometer/2

0.5 2 1 2 5 620 3.6666671 1.7 0.5 1.2 5 200 2.6

1.5 1.3 0.2 1 5 42 1.833333

Perhitungan kecepatan alir pada pipa E

v volumetrik cm3/s = volume/t

u (cm2/s)= v Vol / area pipe

Nre= ID*v Linier*ρ/μ

α

124 8266.666667 494372.4 140 2666.666667 159475 18.4 560 33489.75 1

Perhitungan head loss pada pipa E

19 | Fluid Flow


EK (J)=v linier^2/2*gc*α

P1 (cmHg)= 76cmHg+ρ*(g/gc)*h tank

∆P (cmHg)= p1-p2

hf=ΔP/ρ+EK+Z(g/gc)-η*Wp (J/g)

37585778 114.5 110.8333333 375859383911111 114.5 111.9 3911272172480 114.5 112.6666667 172641.8

Perhitungan Friction loss pada pipa E

tipe fiting fL (cm) L (ft) D (cm) u^2 (cm2/s) Ff

elbow 90° 0.75 60 1.968 2.663957 68337777.78 4.01418E+12elbow 90° 0.75 40 1.312 2.663957 68337777.78 2.67612E+12elbow 90° 0.75 30 0.984 2.663957 68337777.78 2.00709E+12elbow 90° 0.75 27 0.8856 2.663957 68337777.78 1.80638E+12elbow 90° 0.75 37 1.2136 2.663957 68337777.78 2.47541E+12elbow 90° 0.75 40 1.312 2.663957 68337777.78 2.67612E+12elbow 90° 0.75 30 0.984 2.663957 68337777.78 2.00709E+12tee 1 125 4.1 2.663957 68337777.78 1.11505E+13tee 1 37 1.2136 2.663957 68337777.78 3.30055E+12

20 | Fluid Flow


elbow 135° 1.15 43 1.4104 2.663957 68337777.78 4.41114E+12elbow 135° 1.15 30 0.984 2.663957 68337777.78 3.07754E+12

ekspansi 0,5 - 1

Fe= u^2/2*gc(1-(ID 0.5"/ID 1") 13627905409

kontraksi 1 - 0,5

fc = kc * u^2/2*gc 18417031111

gate valve 0,5 4.5 10 0.328 2.663957 68337777.78 4.01418E+12gate valve 1 0.17 10 0.328 2.663957 7111111.111 15780097287gate valve 1,5 4.67 10 0.328 2.663957 313600 19116845271

Perhitungan Power pump

total friction4.36832E+13

wf pump =ΔP/ρ+EK+Z(g/gc)+ΣF

567882335145678818973756788184877

IV.2 Grafik

Grafik Kalibrasi antara Q vs Δh manometer pada pipa C

21 | Fluid Flow


y = -0,133x + 0,028

y x x koreksi kesalahan%

kesalahan

0,0025 0,1968 0,1919 0,0049 2,4698

0,0049 0,1804 0,1734 0,0070 3,9065

0,0069 0,1640 0,1590 0,0050 3,0401

Grafik Kalibrasi antara Q vs Δh manometer pada pipa D

22 | Fluid Flow


y= -0,053 + 0,013

y x x koreksi kesalahan % kesalahan

0,0027 0,1722 0,1946 0,0224 13,0329

0,0042 0,1607 0,1667 0,0059 3,6941

0,0044 0,1443 0,1613 0,0170 11,7840

Grafik Kalibrasi antara Q vs Δh manometer pada pipa E

23 | Fluid Flow


y=-0,138 + 0,007

y x x koreksi kesalahan % kesalahan

0,0003 0,0547 0,0486 0,0061 11,1249

0,0014 0,0372 0,0405 0,0034 9,0465

0,0044 0,0273 0,0191 0,0082 29,9735

24 | Fluid Flow


BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 KESIMPULAN

1. Dari hasil percobaan didapatkan nilai head loss pada setiap bukaan (½, 1, 1

½ ) semakin menurun dikerenakan bukaan mempengaruhi kecepatan linier

aliran

2. Semakin besar bukaan, maka volume yang di hasilkan akan semakin kecil

3. Semakin besar bukaan maka semakin kecil kecepatan alir yang terjadi pada

fluida tersebut

4. Aliran yang terbentuk pada fluid flow ini adalah turbulen, yaitu di atas 4000

5. Nilai friction loss, friction ekspansi, friction kontraksi dipengaruhi oleh

kecepatan aliran, penampang pipa, dan bukaan pada valve

V.2 SARAN

Saran yang dapat disampaikan berkenaan dengan percobaan ini adalah

hendaknya praktikan lebih cermat dan teliti dalam menentukan kestabilan tinggi

air pada manometer masing-masing pipa.

25 | Fluid Flow

Documents

Fluid Flow Bnr