Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
BAB I
TEORI DASAR
KESETIMBANGAN ENERGI DAN PERPINDAHAN PANAS
I.1 Keseimbangan energi kalor dalam komponen mesin pendingin
Dalam bab ini akan dibahas teori dasar mesin pendingin dan teori
kesetimbangan energi kalor pada alat penukar kalor yang digunakan dalam
percobaan yaitu kondensor dan evaporator.
I.1.1 Teori dasar mesin pendingin.
Komponen utama mesin pendingin ada 4 buah yaitu :
1. Kompressor
Didalam kompresor terjadi kerja yaitu proses penekanan
(Kompresi) gas refrigerant. Tekanan dan temperatur gas naik.
Proses yang terjadi dianggap adiabatis (tidak ada kalor yang masuk
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
maupun keluar dari sistem) dan isentropis (proses dengan entropy
tetap).
2. Kondensor
Didalam kondensor terjadi proses pengembunan (kondensasi)
dimana uap berubah phasenya menjadi cairan. Didalam kondensor
terjadi perpindahan kalor dari uap refrigerant keudara pendingin
yang dialirkan oleh fan. Proses kondensasi ini terjadi pada suhu dan
tekanan tetap.
3. Katub ekspansi
Didalam katub ekspansi terjadi proses Throttling yaitu proses
penurunan tekanan dimana entalpinya tidak berubah (tetap).
4. Evaporator
Didalam evaporator terjadi proses penguapan (evaporasi).
Cairan refrigerant berubah phase menjadi uap. Didalam evaporator
terjadi perpindahan panas dari udara yang dialirkan dengan fan
kecairan refrigerant.
I.1.2 Keseimbangan kalor dalam Kondensor
Fungsi kondensor adalah untuk mengembunkan uap refrigerant. Agar
terjadi pengembunan maka kalor yang dikandung refrigerant harus
dibuang. Pembuangan kalor dilakukan oleh udara pendingin yang
dialrkan oleh fan.Dalam proses penukaran kalor terjadi keseimbangan
kalor yaitu kalor yang dilepas oleh uap refrigerant harus sama dengan
kalor yang diterima oleh udara pendingin.
Keseimbangan ini dapat dijabarkan dengan rumus dasar sebagai berikut
:
Dimana :
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Q R = Q Ud
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
QR adalah kalor yang dilepas oleh air uap refrigerant yang sedang
mengembun (kJ/jam)
QUd adalah kalor yang diterima oleh udara pendingin ( kJ/jam )
Selanjutnya :
dan
Dimana :
m R adalah laju alir air refrigerant ( kg / jam )
Q R adalah panas pengembunan refrigerant ( kJ/kg 0C )
m Ud adalah laju alir udara pendingin ( kg / jam )
C pUd adalah panas jenis udara pendingin ( kJ/kg 0C )
Δt Ud adalah selisih temperatur gas udara pendingin keluar dan
masuk cooling tower (0C)
I.1.3 Keseimbangan kalor dalam Evaporator
Didalam evaporator terjadi penukaran kalor dari media panas yaitu
dari udara yang dialirkan oleh fan kepada cairan refrigerant yang
sedang mengalami proses penguapan.
Dalam penukaran kalor tersebut terjadi keseimbangan yaitu kalor yang
dilepas oleh cairan refrigerant harus sama dengan kalor yang diterima
oleh udara pendingin.
Keseimbangan tersebut dapat dijabarkan dengan rumus dasar sebagai
berikut :
Dimana :
Q R adalah kalor yang diterima oleh cairan refrigerant ( kJ/jam)
Q Ud adalah kalor yang dilepas oleh udara yang dialirkan oleh fan
( kJ/jam )
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Q R = m R . QR
Q Ud = M Ud . C pUd . Δt Ud
Q Ud = Q
R
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Selanjutnya :
Dimana :
m R adalah laju alir cairan refrigerant ( kg / jam )
Q R adalah panas penguapan refrigerant ( kJ/kg 0C )
m Ud adalah laju alir udara ( kg / jam )
C pUd adalah panas jenis udara ( kJ/kg 0C )
Δt Ud adalah selisih temperatur udara keluar dan masuk evaporator
(0C)
I.2 Teori dasar Perpindahan panas pada Heat Exchanger.
Dalam bab ini akan dibahas teori perpindahan kalor pada alat penukar
kalor (heat exchanger) yang digunakan dalam percobaan yaitu kondensor
dan evaporator.
Perpindahan panas pada dasarnya ada 3 macam yaitu :
a) Konduksi
Konduksi adalah perpindahan panas yang terjadi dalam bentuk
perambatan panas pada benda padat.
b) Konveksi
Konveksi adalah perpindahan panas yang terjadi dalam aliran
benda cair maupun gas dari satu lokasi kelokasi lainnya
c) Radiasi
Radiasi adalah perambatan panas tanpa medium perantara atau
secara pancaran
Pada kedua peralatan penukar kalor diatas ketiga jenis
perpindahan panas terjadi secara bersamaan
Rumus dasar perpindahan panas yang digunakan adalah
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Q R = m R . QR
Q Ud = M Ud . C pUd . Δt Ud
Q = A U Δt
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Dimana :
Q adalah kalor yang dipindahkan ( kJ/jam )
A adalah luas bidang perpindahan panas ( cm 2 )
U adalah koeffisien perpindahan panas bahan ( kJ/cm2 0 C jam )
Δt adalah selisih temperatur antara media panas dan dingin ( 0 C
)
Dalam praktek U yang digunakan adalah untuk kombinasi
konduksi, konveksi dan radiasi. Sedangkan perbedaan temperatur Δt
yang digunakan adalah Δt m ( Perbedaan temperatur rata - rata
logaritmis ).
I.2.1 Perbedaan temperatur rata-rata logaritmis
Pembahasan dibawah ini adalah mengenai Perbedaan temperatur
rata rata logaritmis untuk kedua alat tersebut diatas yaitu kondensor
dan evaporator.
I.2.1A. Kondensor
Dalam kondensor terjadi perpindahan panas antara 2 media yaitu
udara dan refrigerant. Refrigerant didalam kondensor mengalami
perubahan phase dari uap menjadi phase cair.
Perpindahan panas terjadi dari uap refrigerant keudara. Temperatur
refrigerant dianggap tetap karena mengalami perubahan phase.
Sedangkan temperatur udara naik karena menerima kalor
pengembunan dari refrigerant. Diagram temperatur dan luas laluan
dapat digambarkan sebagai berikut :
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Dimana :
Temperatur udara masuk t UI
Temperatur udara keluar t UO
Temperatur uap refrigerant sama dengan temperatur embun
refrigerant T R
Aliran dianggap paralel flow, maka Perbedaan temperatur rata
rata logaritmis adalah :
I.2.1B . Evaporator
Dalam evaporator terjadi perpindahan panas antara media
yaitu udara dan refrigerant. Refrigerant didalam evaporator
mengalami perubahan phase dari cair menjadi phase uap.
Perpindahan panas terjadi dari udara ke refrigerant cair.
Temperatur refrigerant dianggap tetap karena mengalami perubahan
phase. Sedangkan temperatur udara turun karena memberikan kalor
penguapan kepada refrigerant. Diagram temperatur dan luas laluan
dapat digambarkan sebagai berikut :
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Dimana :
Temperatur cairan refrigerant masuk sama dengan
temperatur uap refrigerant keluar T R
Temperatur udara masuk t UI
Temperatur udara keluar t UO
Bila aliran dianggap counter flow, maka
I.2.2 Jumlah kalor perpindahan panas
Total panas yang dipindahkan dari kondensor keluar dan dari luar
keevaporator dapat dihitung dengan rumus dasar sebagai berikut :
Dimana Q adalah total yang dipindahkan
I.3 Cycle thermodinamika mesin pendingin
Cycle thermodinamika pada mesin pendingin teoritis dapat
digambarkan sebagai berikut :
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Q = A U ∆t m
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Proses proses yang ada dalam cycle tersebut adalah :
a. Proses 3-4
Proses kompresi uap refrigerant didalam kompresor yang
berlangsung secara isentropis dan adiabatis. Dalam proses ini
ada kerja W yang masuk dalam sistem sebesar W = h 4 – h 3
Uap refrigerant setelah akhir proses kompresi mengalami
kenaikan suhu dan tekanan.
b. Proses 4-1
Proses kondensasi uap refrigerant didalam kondensor. Dalam
proses ini terjadi pembuangan kalor Q 2 dari sistem melalui
media pendingin ( air atau udara ).
Uap refrigerant berubah menjadi cairan. Proses berlangsung
pada suhu dan tekanan tetap.
c. Proses 1-2
Proses Throttling yaitu proses penurunan tekanan refrigerant
pada entalpi tetap. Proses ini terjadi dala katub ekspansi. Tidak
ada panas atau kerja yang masuk atau keluar sistem.
d. Proses 2-3
Proses evaporasi cairan refrigerant yang terjadi di evaporator.
Dalam proses ini terjadi pemasukan kalor Q 1 kedalam sistem
yang diambil dari sekitarnya. Cairan refrigerant berubah
menjadi uap. Proses berlangsung pada suhu dan tekanan tetap.
Dari keseluruhan proses terjadi keseimbangan enersi yaitu Q 2 = Q 1 + W
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
BAB II
TEORI DASAR
KERUGIAN TEKANAN DALAM SALURAN TERTUTUP
Semua fluida yang mengalir didalam suatu sistim dipengaruhi oleh
hukum kekekalan energi. Hukum tersebut dijabarkan sebagai berikut :
II.1 Persamaan Energi Yang Diaplikasikan Ke Aliran Fluida
II.1. A. Kerugian tekanan tanpa gesekan
Hukum kelestarian massa dan energi ( keadaan steady )
ditunjukkan dalam bentuk keseimbangan energi mekanik yang
dikenal dengan persamaan Bernoulli :
berbagai variabel pada persamaan diatas yang ada tanda 1 dan 2
menunjukkan lokasi 1 dan lokasi 2 didalam sistim :
P = tekanan, lbf / ft2 ( N / m2 ).
v = volume spesifik, ft3 / lbm ( m3 / kg ).
Z = elevasi, ft ( m ).
V = kecepatan fluida, ft / s ( m / s ).
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Persamaan diatas digunakan untuk menghitung kecepatan,
tekanan aliran. Contohnya tabung venturi, nozel fluida, dan berbagai
macam orifis. Juga tabung pitot yang mengukur aliran dapat
digunakan untuk membandingkan total head, Pv+Z +(V2/2gc), hingga
tinggi statis ( static head ), Pv + Z, pada titik tertentu didalam saluran
fluida.
Untuk menghitung besarnya kecepatan aliran fluida
kompresibel yang melewati nozel digunakan persamaan sebagai
berikut :
dimana :
V2 = kecepatan aliran diujung, ft / s ( m / s )
gc = 32.17 lbm ft / lbf s2
H2 = entalpi aliran diujung, Btu / lb ( J / kg )
H1 = entalpi aliran bagian masuk, Btu / lb ( J / kg )
J = besaran mekanik untuk panas
= 778.26 ft-lbf / Btu ( 1 Nm / J ).
C = 223.8 Btu / lb x ft / s ( 1.414 J / kg x m / s )
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Persamaan ini digunakan untuk menghitung kecepatan fluida
dalam kondisi adiabatis ( tanpa perpindahan panas keluar atau
masuk sistem ), steady state, tanpa ada kerja ( tanpa gesekan ),
kondisi irreversibel, dan tanpa perubahan tinggi permukaan.
II.1. B. Kerugian tekanan karena gesekan fluida.
Berkurangnya tekanan dapat terjadi pada aliran bila terdapat
perubahan penampang dan ketinggian antara saluran masuk dan
keluarnya. Gesekkan antar fluida dan dinding, perpindahan panas ke
dan dari sekelilingnya juga mempengaruhi kerugian tekanan dan
kecepatan aliran fluida. Disaat fluida mengalir, difusi molekul
menyebabkan momentum bertukar tempat menyebabkan lapisan
fluida bergerak pada kecepatan yang berbeda.
Hasil keseluruhan untuk semua perubahan momentun inelastis
diperlihatkan dalam tegangan geser antara batas batas yang saling
berdekatan pada fluida. Bila fluida tertahan dalam salurannya, maka
tegangan akan dibebankan kedinding saluran. Untuk mengimbangi
tegangan geser yang tejadi pada dinding maka kenaikan tekanan
secara proporsional akan menjadi energi kinetik, V2 / 2gc
Keseimbangan gaya menjadi :
dimana :
D = diameter tabung atau diameter equivalent De, ft ( m )
De = 4 x ( luas aliran ) / ( parameter kebasahan ) untuk diameter
sirkulasi atau nonsirkulasi diameter, ft ( m ).
x = jarak pada arah alirannya, ft ( M )
w= tegangan geser pada dinding tabung, lb / ft2 ( N / m2 )
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
dengan menurunkan persamaan diatas untuk kenaikan tekanan
secara gradien ( dP / dx ) :
kenaikan tekanan berlangsung sepanjang saluran dapat
dinyatakan dengan bilangan kecepatan head, kerugian
disepanjang pipa sebanding dengan diameter suatu tabung.
Simbol f disebut faktor gesekkan dimana hubungan yang
mengikutinya pada tegangan geser pada dinding tabung
II.2 Bilangan Reynold ( Reynold Number )
Faktor gesekkan ( friction faktor ) f, telah diberikan dalam persamaan
sebelumnya, didefinisikan sebagai friksi pada fluida persatuan panjang
saluran fluida. Faktor gesekkan dibaca pada gambar sebagai fungsi
dari bilangan Reynolds, suatu besaran yang dipengaruhi oleh dimensi
pipa, kecepatan, densitas dan gaya viskositas. Bilangan Reynolds ( Re )
dapat ditulis :
dimana :
ρ = densitas, lb / ft3 ( kg / m2 )
v = volume spesifik, ft3 / lbm ( m3 / kg )
μ = viskositas absolut fluida, lbm / ft h ( kg / m.s )
V = kecepatan fluida, ft / h ( m / s )
G = kecepatan massa fluida, lb / h ft2 ( kg / m2 s )
De = equivqlensi diameter pada saluran, ft ( m ).
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
GAMBAR : Faktor Friksi / Bilangan Reynolds hubungan untuk
menentukan penurunan tekanan pada aliran fluida tertutup ( pipa dan
ducts )
Fluida yang mengalir didalam saluran tertutup, dengan viskositas
tertentu akan berkelakuan laminar pada kecepatan rendah dan
turbulen pada kecepatan tinggi. Beberapa percobaan yang telah
dilakukan untuk menurunkan tekanan akibat gesekkan fluida, dari
analisis yang telah diperoleh dari percobaan tersebut dan hukum hukum
yang digunakan, terlihat bahwa bilangan Reynolds dapat digunakan
untuk menggolongkan karakteristik model aliran. Hasil pengujian seperti
terlihat pada gambar, memperlihatkan bahwa aliran laminar akan
terjadi pada bilangan reynolds kurang dari 2000, turbulen terjadi pada
bilangan Reynold melebihi 4000.
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
II.3. Aliran laminar.
Karakteristik aliran laminar ialah pola aliran yang sejajar yang berlapis
lapis. Tidak terjadi percampuran antar aliran kecuali untuk difusi
molekul dari satu aliran ke yang lainnya. Terjadi sebuah batas yang tipis
antara fluida dan dinding dimana pada batas tersebut fluida
kecepatannya nol sebagai hasil gaya adhesi molekul.
II.4. Aliran turbulen.
Disaat turbulen, aliran berpola tidak paralel. Dalam masalah ini,
kondisi batas permukaaan tidak memiliki pengaruh terhadap kecepatan
gradien yang mendekati dinding, dimana aliran yang lewat dipengaruhi
oleh faktor gesekkan
Sistim perpipaan dan ducting mempunyai banyak valve dan fitting
pada pemipaan yang digunakan untuk transportasi fluida dengan jarak
yang jauh. Contoh adalah penggunaan pipa untuk mendistribusikan
uap disuatu pabrik atau saluran aliran gas/ minyak antar negara. Pada
beberapa instalasi pemipaan yang relatif pendek dapat pula mempunyai
valve dan fitting yang cukup banyak. Konsekuensinya adalah aliran
akan terhambat oleh valve, fitting tersebut.
II.5. Aliran yang melewati belokkan.
Kehilangan tekanan yang disebabkan oleh belokkan dalam
instalasi pemipaan dapat terjadi sebagai akibat gesekkan. Perhitungan
gesekan pada aliran dengan bilangan Reynolds dibawah 150.000.
berbeda dengan aliran untuk bilangan Reynolds diatas nilai tersebut.
Gesekkan sangat tergantung kepada perbandingan dimensi r / D
( perbandingan radius belokkan terhadap diameter dalam pipa ). Untuk
pipa komersial, karena permukaannya halus maka gesekan lebih kecil.
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
II.6. Instalasi Closed Circuit
Skema instalasi Closed Circuit dapat digambarkan sebagai berikut :
Keterangan Gambar :
P1 : Pompa No 1
P2 : Pompa No 2
V : Venturi
T : Tangki air
K1 s/d K4 : Katub
F : Flowmeter
M1 s/d M3 : Manometer
Operasi dari instalasi Closed Circuit sebagai berikut :
Air dari tangki dipompa oleh sepasang pompa P 1 dan P 2. Pengoperasian
pompa dapat dilakukan secara terpisah ( masing masing beroperasi
sendiri ) atau keduanya beroperasi bersama sama. Bila beroperasi
bersama dapat dilakukan secara seris .
Circuit tersebut dioperasikan secara tertutup. Dalam circuit tersebut
dipasang sebuah 15enture. Tekanan air diukur dengan manometer
sedangkan laju alir air diukur dengan flowmeter. Dengan mengukur
tekanan sebelum dan sesudah 15enture dan besarnya laju alir maka
dapat dihitung besarnya 15enture15 drop yang terjadi dalam 15enture.
Pengukuran dilaksanakan beberapa kali dengan pembukaan katub yang
berubah ubah mulai dari 25 % s/d 100 %.
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
BAB III
PELAKSANAAN PRAKTIKUM DAN DATA PENGAMATAN
Modul I: Kesetimbangan Energi dan Perpindahan Panas
1. Pelaksanaan praktikum kesetimbangan energi dan
perpindahan panas
Beberapa tahapan yang harus dilaksanakan dengan baik dan sesuai
aturan dalam percobaan ini.
Sebelum praktikum dimulai penjelasan dan petunjuk mengenai
pelaksanaan praktikum diberikan oleh asisten praktikum yang ditunjuk
.
Penjelasan /petunjuk yang diberikan mengenai antara lain :
Tujuan / pelaksanaan praktikum
Sistem instalasi dan cara kerja mesin pendingin secara umum
Sistem dan cara kerja peralatan kompresor, Kondensor,
Evaporator dan katub Ekspansi
Urutan pelaksanaan percobaan
Hal hal yang berhubungan dengan keamanan dan keselamatan
dalam percobaan.
Pengoperasian Mesin Pendingin dilaksanakan oleh asisten yang
ditunjuk
Selama pengoperasian asisten memberikan petunjuk mengenai
tempat dan cara membaca alat ukur yang harus dibaca selama
percobaan
Bila percobaan telah selesai dan mesin pendingin telah dimatikan praktikan dan
asisten membersihkan dan merapikan kembali semua peralatan seperti
semula.
2. Prosedur Pengujian Mesin Pendingin
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
2.A. Pembebanan Normal
Start mesin pendingin
Tunggu 15 menit agar kondisi stabil
Baca Thermometer dan manometer sebagai berikut:
1. suhu udara masuk evaporator
2. suhu udara keluar evaporator
3. suhu udara masuk kondensor
4. suhu udara keluar kondensor
5. tekanan masuk refrigerant di kompresor
6. tekanan keluar refrigerant di kondensor
7. ukur kecepatan udara dan temperaturnya dengan
manometer di sisi masuk dan keluar evaporator dan
kondensor.
2.B. Pembebanan Dengan Lampu
Nyalakan lampu
Tunggu 15 menit agar kondisi stabil
Ulagi pengukuran 1-7
Matikan mesin pendingin dengan menekan saklar
3. Data Hasil Pengamatan
a. Data suhu udara pendingin dan tekanan Refrigerant
Setelah mesin pendingin dijalankan sesuai prosedur ditunggu
sekurang-kurangnya 15 menit agar kondisinya stabil. Data diamati
dan dicatat dalam format dibawah ini :
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
N
o
Peralatan Data yang dicatat Ket
1. Evaporat
or
Suhu udara
masuk
28,3 Suhu udara
keluar
19,2 oC
2 Kondenso
r
Suhu udara
masuk
29,4 Suhu Udara
keluar
36,6 oC
3 Kompres
or
Tek. Ref.
masuk
70 Tek.Ref. keluar 250 Psi
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Setelah selesai pencatatan dilakukan pembebanan
tambahan dengan cara menyalakan lampu pada sisi udara masuk
evaporator. Pencatatan serupa dilakukan setelah kondisi mesin
stabil yaitu kira kira 15 menit setelah penyalaan lampu. Data
kembali dicatat dengan form yang sama
b. Kapasitas fan udara evaporator dan fan kondensor.
Pencatatan dilakukan berdasarkan data pada name plate kedua fan :
No Peralatan Daya putara
n
Tekana
n
1 Fan
kondensor
2 Fan
evaporator
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
MODUL II: KERUGIAN TEKANAN DALAM SALURAN TERTUTUP
1. Prosedur Pengujian Close Circuit
Pelaksanaan praaktikum dilaksanakan dengan menggunakan instalasi
Closed Circuit yang ada di Laboratorium Fenomena Dasar Mesin Jurusan
Teknik Mesin STT PLN.
Beberapa tahapan yang harus dilaksanakan dengan baik dan sesuai
aturan dalam percobaan
ini adalah :
Penjelasan dan petunjuk mengenai praktikum kepada Praktikan
dilaksanakan oleh asisten praktikum yang ditunjuk .
Penjelasan /petunjuk yang diberikan mengenai antara lain :
Tujuan / pelaksanaan praktikum
Sistem instalasi dan cara kerja Closed Circuit secara umum
Sistem dan cara kerja peralatan
o Urutan pelaksanaan kegiatan
Hal hal yang berhubungan dengan keamanan dan keselamatan dalam
percobaan.
Pengoperasian Closed Circuit dilaksanakan oleh asisten yang ditunjuk
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Selama pengoperasian asisten memberikan petunjuk mengenai
tempat dan cara membaga alat ukur yang harus dibaca selama
percobaan
Bila percobaan telah selesai dan Closed Circuit telah dimatikan
praktikan dan asisten membersihkan dan merapikan kembali semua
peralatan seperti semula.
2. Prosedur Uji Pompa Individu
2.1. Kerja Individu Pompa P1
1. katup K2 dan K3 ditutup
2. katup K1 dan K4 ditutup
3. tekan start pompa untuk menstart pompa P1
4. tunggu lima menit agar kondisi stabil
5. katup K1 ditutup penuh
6. baca dan catat tekanan di M1 dan M2, serta
flowmeter F
7. matikan pompa dengan menekan scalar pompa P1
2.2. Kerja Individu Pompa P2
1. katup K2 dan K4 ditutup
2. katup K1 dibuka
3. tekan start pompa untuk menstart pompa P2
4. tunggu lima menit agar kondisi stabil
5. katup K1 ditutup penuh
6. baca dan catat tekanan di M1 dan M2, serta
flowmeter F
7. matikan pompa dengan menakan skalar pompa P2
2.3. Prosedur Uji Pompa Paralel
1. buka penuh K1, K3 dan K4
2. tutup penuh katup K2
3. tekan start pompa untuk menstart pompa P1 dan P2
4. tunggu lima menit agar kondisi stabil
5. katup K1 ditutup penuh
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
6. baca dan catat tekanan di M1, M2 dan M3, serta
Flowmeter F
7. atur pembukaan katup K3 dan K4 sampai 75%
8. tunggu lima menit sampai kondisi stabil
9. baca dan catat tekanan di M1, M2 dan M3, seta flow
meter F
10.ulangi proses diatas untuk pembukaan katup 50% dan
25%
11.matikan pompa dengan menekan skalar pompa P1 dan
P2
2.4. Prosedur Uji Pompa Seri
1. buka penuh K1 dan K2
2. tutup penuh katup K3 dan K4
3. tekan start pompa untuk menstart pompa P1 dan P2
4. tunggu lima menit agar kondisi stabil
5. katup K1 ditutup penuh
6. baca dan catat tekanan di M1 dan M3, serta Flowmeter
F
7. atur pembukaan katup K2 sampai 75%
8. tunggu lima menit sampai kondisi stabil
9. baca dan catat tekanan di M1 dan M3, seta flow meter
F
10.ulangi proses diatas untuk pembukaan katup 50% dan
25%
11.matikan pompa dengan menekan skalar pompa P1 dan
P2
3. Data Hasil Pengamatan
Data pengamatan mengunakan formulir seperti yang tercantum
dibawah ini. Pencatatan dilakukan dalam 2 formulir yang sama
bentuknya. Formulir pertama untuk operasi pompa secara individu.
Sedangkan formulir kedua diisi untuk operasi pompa secara seri.
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Pengoperasian operasi individu maupun seri dilakukan oleh asisten yang ditunjuk. Dalam pengisian dicatat beberapa data dalam variabel bukaan katub mulai dari 25 %, 50 %, 75 % dan 100 %.
Formulir pencatatan data operasi kerja individu dan seri Bukaan katub
Venturi Volume(m3)Saat start
Volume(m3)Saat stop
Waktu(detik)
Z2 - Z1P 1
( kg/cm2)
P 1
(kg/cm2)
P3
(kg/cm2)
100 %75 %50 %25 %Dalam perhitungan kecepatan air diperlukan dimensi pipa inlet dan outlet venturi, sehingga perlu diukur dan hasil pengukuran dichek dengan tabel standar pipa PVC.
BAB IV
PENGOLAHAN DATA HASIL PRAKTIKUM
IV.1 Data Kesetimbangan Energi Dan Perpindahan Panas
IV.1.1 Data Pengamatan hasil Praktikum Kesetimbangan Energi dan
Perpindahan Panas
Data praktikum untuk “Beban Normal”
No Peralatan Data yang dicatat ket
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
1. Evaporator Suhu udara
masuk
28,
3
Suhu udara
keluar
19,
2
°C
2. Kondensor Suhu udara
masuk
29,
4
Suhu udara
keluar
36,
6
°C
3. Kompresor Tek.Ref.masuk 70 Tek.Ref.keluar 250 Psi
Diketahui:
tekanan masuk Evaporator (Vin) = 2,5 m/s
tekanan keluar Evaporator (Vout) = 2,6 m/s
tekanan masuk Kondensor (Vin) = 4,1 m/s
tekanan keluar kondensor (Vout) = 3,2 m/s
Φ kipas evaporator = 19,5 cm
Φ kipas Condensor =26 cm
Φ pipa evaporator = 3/8”
Φ pipa Condensor = ¼”
Data praktikum untuk “Beban 15 Watt”
No Peralatan Data yang dicatat ket
1. Evaporator Suhu udara
massuk
27,
8
Suhu udara
keluar
20,
3
°C
2. Kondensor Suhu udara
masuk
29,
5
Suhu udara
keluar
36,
9
°C
3. Kompresor Tek.Ref. masuk 70 Tek.Ref. Keluar 250 Psi
Diketahui :
Evaporator : Vin = 2,6 m/s
Vout = 2,4 m/s
Condensor : Vin = 4,4 m/s
Vout = 2,9 m/s
III.1.2 Perhitungan Hasil Praktikum Kesetimbangan Energi dan Perpindahan
Panas
Perhitungan untuk “Beban Normal”
Diketahui:
tekanan masuk Evaporator (Vin) = 2,5 m/s
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
tekanan keluar Evaporator (Vout) = 2,6 m/s
tekanan masuk Kondensor (Vin) = 4,1 m/s
tekanan keluar kondensor (Vout) = 3,2 m/s
Φ kipas evaporator = 19,5 cm
Φ kipas Condensor =26 cm
Φ pipa evaporator = 3/8”
Φ pipa Condensor = ¼”
Penyelesaian:
1. Nilai h1=h2, h3, h4 didapat dari hasil plot diagram Freon – 22
2. Nilai entalphy
h1 = h2 = 42,5
h3 = 102,5
h4 = 121,5
3. Perhitungan perubahan entalphy (h)
a. Δh Kompresor = h4 –h3
= 121,5 – 102,5
= 19 Btu/lb
b. Δh Kondensor = h4 – h1
= 121,5 – 42,5
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
= 79 Btu/lb
c. Δh Evaporator = h3 – h2
= 102,5 – 42,5
= 60 Btu/lb
4. a. kompresor
Wkomp = h4 –h3
m = 121,5 – 102,5
= 19 Btu/lb
b. Q2 = h4 – h1
m = 121,5 – 42,5
= 79 Btu/lb
c. Q2 = h3 – h2
m = 102,5 – 42,5
= 60 Btu/lb
5. A Cond = π (d)2
4= π (6,35 ×10-3 m) 2
4=31,66 × 10-3 m2
Maka,M Cond = A. Vin
= 31,66 × 10-3 m × 4,1= 129,8 × 10-3 m3/s
M Cond = A. Vout= 31,66 × 10-3 m × 3,2 = 101,31 × 10-3 m3/s
A evap = π (d)2
4= π . ( 9,5 × 10-3 m ) 2
4= 70,88 × 10-3 m2
Maka,M evap = A . V in
= 70,88 × 10-3 × 2,5= 177,2 × 10-3 m3/s
M evap = A . V out= 70,88 × 10-3 × 2,6= 184,28 × 10-3 m3/s
Perhitungan untuk “Beban 15 watt”
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Diketahui:
tekanan masuk Evaporator (Vin) = 2,6 m/s
tekanan keluar Evaporator (Vout) = 2,4 m/s
tekanan masuk Kondensor (Vin) = 4,4 m/s
tekanan keluar kondensor (Vout) = 2,9 m/s
Φ kipas evaporator = 19,5 cm
Φ kipas Condensor =26 cm
Φ pipa evaporator = 3/8”
Φ pipa Condensor = ¼”
Penyelesaian:
1. Nilai h1=h2, h3, h4 didapat dari hasil plot diagram Freon – 22
2. Nilai entalphy
h1 = h2 = 41
h3 = 108
h4 = 120
3. Perhitungan perubahan entalphy (h)
d. Δh Kompresor = h4 –h3
= 120 – 108
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
= 12 Btu/lb
e. Δh Kondensor = h4 – h1
= 120 - 41
= 79 Btu/lb
f. Δh Evaporator = h3 – h2
= 108 – 41
= 67 Btu/lb
4. a. kompresor
Wkomp = h4 –h3
m = 120 – 108
= 12 Btu/lb
b. Q2 = h4 – h1
m = 120 – 41
= 79 Btu/lb
c. Q2 = h3 – h2
m = 108 – 41
= 67 Btu/lb
5. A Cond = π (d)2
4= π (6,35 ×10-3 m) 2
4=31,66 × 10-3 m2
Maka,M Cond = A. Vin
= 31,66 × 10-3 m × 4,4= 139,3 × 10-3 m3/s
M Cond = A. Vout= 31,66 × 10-3 m × 2,9 = 91,81 × 10-3 m3/s
A evap = π (d)2
4= π . ( 9,5 × 10-3 m ) 2
4= 70,88 × 10-3 m2
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Maka,M evap = A . V in
= 70,88 × 10-3 × 2,6= 184,28 × 10-3 m3/s
M evap = A . V out= 70,88 × 10-3 × 2,4= 170,11 × 10-3 m3/s
III.2 Data Kerugian Tekanan Dalam Saluran Tertutup
III.2.1 Data hasil Pengamatan Praktikum Kerugian Tekanan dalam Saluran
Tertutup
DATA PENGAMATAN CLOSE CIRCUIT
Uji Pompa 1
Bukaan
katup
Tekanan Volume
Masuk
pompa
Keluar
pompa
Venturi Flowmet
er
Start Stop
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
(%) CmHg ( kg/cm² ) ( m³ )
100 4 0,3 0,2 0,3 1372 1375
75 4 0,3 0,2 0,24 1377 1380
50 3 0,26 0,18 0,22 1381 1383
25 2,5 0,24 0,2 0,22 1384 1386
Uji Pompa 2
Bukaan
katup
Tekanan Volume
Masuk
pompa
Keluar
pompa
Venturi Flowmet
er
Start Stop
(%) CmHg ( kg/cm² ) ( m³ )
100 7 0,125 0,25 0,34 1354 1368
75 6 0,125 0,225 0,32 1359 1362
50 5 0 0,2 0,28 1363,5 1366
25 2,5 0 0,2 0,3 1367 1369
Uji seri
Bukaan
katup
Tekanan Volume
Masuk
pompa
Keluar
pompa
Venturi Flowmet
er
Start Stop
(%) CmHg ( kg/cm² ) ( m³ )
100 3 0,45 0,32 0,42 1320 1324
75 2 0,42 0,3 0,4 1326,5 1330
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
50 2 0,38 0,3 0,38 1331 1334,5
25 2 0,35 0,29 0,36 1335 1339
Uji Paralel
Bukaan
katup
Tekanan Volume
Masuk
pompa
Keluar pompa Venturi Flowmet
er
Start Stop
1 2
(%) CmHg ( kg/cm² ) ( m³ )
100 7 0,32 0,25 0,29 0,36 1341 1344
75 5 0,1 0 0,19 0,26 1346 1349
50 1 0,02 0 0 0,025 1350 1351
25 0,02 0,04 0 0 0,075 1351 1352,
5
III.2.2 Perhitungan Hasil Praktikum Kesetimbangan Energa dan Perpindahan
Panas
• Uji Pompa I
Dik = ρ = 1 gr/cm3 = 1000 kg/m3
Π = 548 × 10-6 kg/msd = 4” = 0,1016 m2
Penyelesaian :
Bukaaan Katup 100%
Q = Volume Stop – Volume Start s
= 3 m 3 180 s
= 0,016 m3/s A = π (d)2
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
4 = 8,10 × 10-3 m2
V = Q A
= 0,016 m 3 /s 8,10 × 10 -3 m
= 1,975 m/s
Deq = do . 2t → t = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048
Maka,
Re = VDρ μ
= 1,975 m/s × 0,0138 m 2 × 1000 kg/m 3 548 × 10 -6 kg/ ms
= 49735,4
Dari diagram moddy denganRe = 49735,4 F = 0,049
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ deq 2
= 0,049 7,85 m (1,975 m/s) 2 1000 kg/m3
0,048 2
= 0,049 × 163,554 m × 1,95 (m/s) × 1000
= 15627,58N/m2
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Bukaan Katup 75%
Q = Volume Stop – Volume Start s
= 3m 3 = 0,016 m3/s 180s
A = π (d)2
4 π (0,1016 m)2
4 = 8,10 × 10 -3 m2
V = QA
= 0,016 m 3 /s . 8,10 × 10-3 m2
= 1,97 m/s
Deq = do . 2t → t = 0,0237 = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048
Maka,
Re = VDρ μ = 1,97 m/s × 0,1016 m 2 × 1000kg/m 3 548 × 10-6 kg/ms = 365240,87
Dari diagram moddy dengan
Re = 365240 didapat F = 0,036
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ Deq 2
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
= 0,036 7,85 m (1,97m/s) 2 1000 kg/m3
0,048 2
= 0,036 × 163,54 × 1,94 (m/s)2 × 1000 kg/m3
= 11421,63 N/m3
Bukaan Katup 50%
Q = Volume Stop – Volume Start s
= 2m 3 = 0,01 m3/s 180s
A = π (d)2
4 π (0,1016 m)2
4 = 8,10 × 10 -3 m2
V = QA
= 0,01 m 3 /s . 8,10 × 10-3 m2
= 1,23 m/s
Deq = do . 2t → t = 0,0237 = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048
Maka,
Re = VDρ μ = 1,23 m/s × 0,1016 m 2 × 1000kg/m 3 548 × 10-6 kg/ms = 228043,79
Dari diagram moddy dengan
Re = 228043 didapat F = 0,022
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ Deq 2
= 0,022 7,85 m (1,23m/s) 2 1000 kg/m3
0,048 2
= 0,022 × 163,54 × 0,75 (m/s)2 × 1000 kg/m3
= 2698,41 N/m3
Bukaan Katup 25%
Q = Volume Stop – Volume Start s
= 2m 3 = 0,01 m3/s 180s
A = π (d)2
4 π (0,1016 m)2
4 = 8,10 × 10 -3 m2
V = QA
= 0,01 m 3 /s . 8,10 × 10-3 m2
= 1,23 m/s
Deq = do . 2t → t = 0,0237 = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048
Maka,
Re = VDρ μ = 1,23 m/s × 0,1016 m 2 × 1000kg/m 3 548 × 10-6 kg/ms = 228043,79
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Dari diagram moddy dengan
Re = 228043,79 didapat F = 0,022
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ Deq 2
= 0,022 7,85 m (1,23m/s) 2 1000 kg/m3
0,048 2
= 0,036 × 163,54 × 0,75 (m/s)2 × 1000 kg/m3
= 2698,41 N/m3
• Uji Pompa II
Bukaaan Katup 100%
Q = Volume Stop – Volume Start s
= 4 m 3 180 s
= 0,02 m3/s
A = π (d)2 4
= π (0,1016)2
4 = 8,10 × 10-3 m2
V = Q A
= 0,02 m 3 /s 8,10 ×10-3 m2
= 2,46 m/s
Deq = do . 2t → t = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Maka,
Re = VDρ μ
= 2,46m/s × 0,1016 m 2 × 1000 kg/m 3 548 × 10 -6 kg/ ms
= 456087,59
Dari diagram moddy didapatRe = 456087 F = 0,045
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ deq 2
= 0,045 7,30 m (2,46 m/s) 2 1000 kg/m3
0,048 2
= 0,043 × 152,08 m × 3,02 (m/s)2 × 1000 kg/m3
= 19749,1 N/m2
Bukaan Katup 75%
Q = Volume Stop – Volume Start s
= 3m 3 = 0,016 m3/s 180sA = π (d)2
4 π (0,1016 m)2
4 = 8,10 × 10 -3 m2
V = QA
= 0,016 m 3 /s . 8,10 × 10-3 m2
= 1,97 m/s
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Deq = do . 2t → t = 0,0237 = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048
Maka,
Re = VDρ μ = 1,97 m/s × 0,1016 m 2 × 1000kg/m 3 548 × 10-6 kg/ms = 365240,87
Dari diagram moddy didapat
F = 0,036
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ Deq 2
= 0,036 7,85 m (1,97m/s) 2 1000 kg/m3
0,048 2
= 0,036 × 152,08 × 1,94 (m/s)2 × 1000 kg/m3
= 11,42 N/m2
Bukaan Katup 50%
Q = Volume Stop – Volume Start s
= 2,5m 3 = 0,013 m3/s 180s
A = π (d)2
4 = π (0,1016 m)2
4 = 8,10 × 10 -3 m2
V = QA
= 0,013 m 3 /s . 8,10 × 10-3 m2
= 1,6m/s
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Deq = do . 2t → t = 0,0237 = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048
Maka,
Re = VDρ μ = 1,6m/s × 0,1016 m 2 × 1000kg/m 3 548 × 10-6 kg/ms = 296642,33
Dari diagram moddy didapat
F = 0,029
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ Deq 2
= 0,029 7,30 m (1,6m/s) 2 1000 kg/m3
0,048 2
= 0,029 × 152,08 × 1,28 (m/s)2 × 1000 kg/m3
= 5645,2 N/m2
Bukaan Katup 25%
Q = Volume Stop – Volume Start s
= 2m 3 = 0,01 m3/s 180s
A = π (d)2
4 = π (0,1016 m)2
4 = 8,10 × 10-3 m2
V = QA
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
= 0,01 m 3 /s . 8,10 × 10-3 m2
= 1,23 m/s
Deq = do . 2t → t = 0,0237 = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048
Maka,
Re = VDρ μ = 1,23 m/s × 0,1016 m 2 × 1000kg/m 3 548 × 10-6 kg/ms = 228043,79
Dari diagram moddy didapat
F = 0,022
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ Deq 2
= 0,022 7,30 m (1,23m/s) 2 1000 kg/m3
0,048 2
= 0,022 × 152,08 × 0,75 (m/s)2 × 1000 kg/m3
= 2509,32 N/m2
• Uji Pompa Seri
Bukaaan Katup 100%
Q = Volume Akhir – Volume Awal s
= 4 m 3 180 s
= 0,022 m3/s
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
A = π (d)2 4
= π (0,1016)2
4 = 8,10 × 10-3 m2
V = Q A
= 0,022 m 3 /s 8,10 ×10-3 m2
= 2,71 m/s
Deq = do . 2t → t = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048
Maka,
Re = VDρ μ
= 2,71 m/s × 0,1016 m 2 × 1000 kg/m 3 548 × 10 -6 kg/ ms
= 502437,95
Dari diagram moddy didapat
F = 0,050
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ deq 2
= 0,050 9,7 m (2,71 m/s) 2 1000 kg/m3
0,048 2
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
= 0,050 × 202,08 m × 3,67 (m/s)2 × 1000 kg/m3
= 37081,68 N/m2
Bukaan Katup 75%
Q = Volume Akhir – Volume Awal s
= 3,5m 3 = 0,019 m3/s 180s
A = π (d)2
4 π (0,1016 m)2
4 = 8,10 × 10 -3 m2
V = QA
= 0,019 m 3 /s . 8,10 × 10-3 m2
= 2,34 m/s
Deq = do . 2t → t = 0,0237 = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048Maka,
Re = VDρ μ = 2,34 m/s × 0,1016 m 2 × 1000kg/m 3 548 × 10-6 kg/ms = 433839,41
Dari diagram moddy didapat
F = 0,043
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ Deq 2
= 0,043 9,7 m (2,34m/s) 2 1000 kg/m3
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
0,048 2
= 0,043 × 202,08 × 2,73 (m/s)2 × 1000 kg/m3
= 23722,17 N/m2
Bukaan Katup 50%
Q = Volume Akhir – Volume Awal s
= 3,5m 3 = 0,019 m3/s 180sA = π (d)2
4 = π (0,1016 m)2
4 = 8,10 × 10 -3 m2
V = QA
= 0,019 m 3 /s . 8,10 × 10-3 m2
= 2,34 m/s
Deq = do . 2t → t = 0,0237 = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048
Maka,
Re = VDρ μ = 2,34 m/s × 0,1016 m 2 × 1000kg/m 3 548 × 10-6 kg/ms = 433839,41
Dari diagram moddy didapat
F = 0,043
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ Deq 2
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
= 0,043 9,7 m (2,34m/s) 2 1000 kg/m3
0,048 2
= 0,043 × 202,08 × 2,73 (m/s)2 × 1000 kg/m3
= 23722,17 N/m2
Bukaan Katup 25%
Q = Volume Akhir – Volume Awal s
= 4m 3 = 0,022 m3/s 180s
A = π (d)2
4 = π (0,1016 m)2
4 = 8,10 × 10-3 m2
V = QA
= 0,022 m 3 /s . 8,10 × 10-3 m2
= 2,74 m/s
Deq = do . 2t → t = 0,0237 = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048
Maka,
Re = VDρ μ = 2,74 m/s × 0,1016 m 2 × 1000kg/m 3 548 × 10-6 kg/ms = 508000
Dari diagram moddy didapat F = 0,050
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ Deq 2
= 0,050 9,7 m (2,74m/s) 2 1000 kg/m3
0,048 2
= 0,050 × 202,08 × 3,75 (m/s)2 × 1000 kg/m3
= 37890 N/m2
• Uji Pompa Pararel
Bukaan Katup 100%
Q = Volume Akhir – Volume Awal s
= 3m 3 = 0,016 m3/s 180s
A = π (d)2
4 = π (0,1016 m)2
4 = 8,10 × 10-3 m2
V = QA
= 0,016 m 3 /s . 8,10 × 10-3 m2
= 1,97 m/s
Deq = do . 2t → t = 0,0237 = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048
Maka,
Re = VDρ μ = 1,97 m/s × 0,1016 m 2 × 1000kg/m 3 548 × 10-6 kg/ms
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
= 365240,87
Dari diagram moddy didapat
F = 0,036
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ Deq 2
= 0,036 10,10 m (1,97m/s) 2 1000 kg/m3
0,048 2
= 0,036 × 210,41 × 1,94 (m/s)2 × 1000 kg/m3
= 14695,03 N/m2
Bukaan Katup 75%
Q = Volume Akhir – Volume Awal s
= 3m 3 = 0,016 m3/s 180s
A = π (d)2
4 = π (0,1016 m)2
4 = 8,10 × 10-3 m2
V = QA
= 0,016 m 3 /s . 8,10 × 10-3 m2
= 1,97 m/s
Deq = do . 2t → t = 0,0237 = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Maka,
Re = VDρ μ = 1,97 m/s × 0,1016 m 2 × 1000kg/m 3 548 × 10-6 kg/ms = 365240,87
Dari diagram moddy didapat
F = 0,036
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ Deq 2
= 0,036 10,10 m (1,97m/s) 2 1000 kg/m3
0,048 2
= 0,036 × 210,41 × 1,94 (m/s)2 × 1000 kg/m3
= 14695,03 N/m2
Bukaan Katup 50%
Q = Volume Akhir – Volume Awal s
= 1m 3 = 0,005 m3/s 180s
A = π (d)2
4 = π (0,1016 m)2
4 = 8,10 × 10-3 m2
V = QA
= 0,005 m 3 /s .
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
8,10 × 10-3 m2
= 0,61 m/s
Deq = do . 2t → t = 0,0237 = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048
Maka,
Re = VDρ μ = 0,61 m/s × 0,1016 m 2 × 1000kg/m 3 548 × 10-6 kg/ms = 113094,89
Dari diagram moddy didapat
F = 0,011
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ Deq 2
= 0,011 10,10 m (0,61m/s) 2 1000 kg/m3
0,048 2
= 0,011 × 210,41 × 0,18 (m/s)2 × 1000 kg/m3
= 416,61 N/m2
Bukaan Katup 25%Q = Volume Akhir – Volume Awal
s = 1,5m 3 = 0,008 m3/s 180s
A = π (d)2
4 = π (0,1016 m)2
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
4 = 8,10 × 10-3 m2
V = QA
= 0,008 m 3 /s . 8,10 × 10-3 m2
= 0,98 m/s
Deq = do . 2t → t = 0,0237 = 0,1016 × 2 (0,237) = 0,048
Maka,
Re = VDρ μ = 0,98 m/s × 0,1016 m 2 × 1000kg/m 3 548 × 10-6 kg/ms = 181693,43
Dari diagram moddy didapat
F = 0,018
Sehingga,
ΔP = F L . V 2 . ρ Deq 2
= 0,018 10,10 m 0,98(m/s) 2 1000 kg/m3
0,048 2
= 0,018 × 210,41 × 0,48 (m/s)2 × 1000 kg/m3
= 1817,94 N/m2
III.3 Data Analisa Kesetimbagan Enegi Dan Perpindahan Panas
III.3.A Menganalisa cycle termodinamika mesin pendingin.
Dari data pengamatan kondensor, evaporator dan
kondensor dan dengan cara mengasumsikan bahwa cycle ideal
maka dapat digambarkan cycle termodinamika dari mesin
pendingin tersebut.
Dari cycle termodinamika tersebut selanjutnya dapat dicari :
Nilai kalor yang dibuang kondensor
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Nilai kalor yang diserap evaporator
Nilai kerja kompresor
Jumlah laju alir refrigerant
Keseimbangan kalor dan energi diatas
III.3.B Keseimbangan kalor pada evaporator dan
kondensor
Selanjutnya dilakukan analisa/perhitungan perhitungan
seperti dibawah :
Dari jumlah kalor yang dihitung pada evaporator dan
kondensor maka dengan prinsip keseimbangan kalor dapat
dihitung jumlah kalor yang diserap udara dikondensor dan
jumlah kalor yang dibuang udara dalam evaporator.
Dari nilai kalor tersebut dapat dihitung berapa laju alir udara
baik dalam evaporator maupun kondensor.
Nilai tersebut dicheck dengan kapasitas fan kondensor
maupun evaporator. Seharusnya nilainya tidak jauh berbeda.
III.3.3C Analisa perpindahan panas dalam evaporator dan
kondensor.
Untuk perpindahan panas dilakukan perhitungan sebagai
berikut :
Dari data yang dicatat maka dapat digambarkan diagram
Temperatur vs Luas laluan baik untuk kondensor maupun
kompresor.
Selanjutnya dapat dihitung nilai Perbedaan temperatur rata
rata logaritmis baik untuk kondensor maupun evaporator.
Dari rumus dasar keseimbangan kalor yang telah
diterangkan diatas Q = A U ∆t maka dapat dianalisa sebagai
berikut :
Bila U material diasumsikan ( dalam hal ini Aluminium ) maka
A luas perpindahan panas dapat dihitung termasuk panjang
dan diameter pipa.
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Bila A yang diukur dari alat yang ada ( Diameter dan panjang
pipa ) maka U dapat dihitung dan bahan coil dapat
diperkirakan
Hasil analisa tersebut maka dapat dibandingkan dengan
kondisi yang ada.
III. 2 Data Analisa Kerugian Tekanan Dalam Saluran Tertutup
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT, yang telah melimpahkan berbagai macam
kenikmatan kepada hamba – hambanya terutama nikmat iman dan islam.
Shalawat serta salam kita curahkan kepada junjungan kita, suri tauladan kita,
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
yaitu Nabi Muhammad SAW, yang telah membawa kita dari zaman kegelapan
ke zaman yang terang benderang.
Atas kehendakNya Saya dapat menyelesaikan Laporan Praktikum
fenomena Dasar Mesin. Yang mana, laporan ini Saya susun sebagai
kewajiban yang harus dilakukan setelah melakukan Praktikum di
Laboratorium Fenomena Dasar Mesin Sekolah Tinggi Teknik – PLN. Dengan ini
kami menyusun laporan berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan dan
dari data pengamatan pada percobaan.
Namun Saya menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini masih
terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, kami sangat mengharapkan
saran dan kritik serta petunjuk dan pengarahan yang sifatnya membangun
dan konstruktif bagi penyempurnaan laporan praktikum ini.
Akhir kata, Saya ucapkan terima kasih kepada para Asisten dan
Pembimbing Laboratorium Fenomena Dasar Mesin Sekolah Tinggi Teknik –
PLN, yang telah membantu dalam memberikan petunjuk dan pengarahan
serta bimbingannya sehingga laporan ini dapat tersusun dengan baik.
Jakarta, 27 januari 2009
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN
Laporan PraktikumFENOMENA DASAR MESIN
Laboratorium Fenomena Dasar MesinSekolah Tinggi Teknik – PLN