View
137
Download
32
Category
Tags:
Preview:
DESCRIPTION
Laporan Praktikum
Citation preview
i
LAPORAN
PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA
ALIRAN FLUIDA
(D-1)
Disusun oleh :
Andhika Adhitya Satya Dharma (121110003)
Satrio Christiawan (121110014)
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL VETERAN
YOGYAKARTA
2013
ii
LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN
PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA
ALIRAN FLUIDA
(D-1)
Disusun oleh :
1. Andhika Adhitya Satya Dharma (121110003)
2. Satrio Christiawan (121110014)
Yogyakarta, Desember 2013
Disetujui oleh,
Asisten pembimbing
Marini Titri Priandari
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
Rahmat dan Karunia-Nya sehingga laporan Praktikum Dasar Teknik Kimia
dengan judul Aliran Fluida ini dapat diselesaikan dengan baik.
Laporan ini disusun untuk memenuhi tugas Praktikum Dasar Teknik
Kimia pada Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, UPN
VETERAN Yogyakarta.
Dalam kesempatan ini, penyusun mengucapkan terima kasih kepada :
1. Marini Titri Priandari selaku asisten pembimbing
2. Rekan-rekan sesama praktikan
3. Staff dan petugas Laboratorium Dasar Teknik Kimia
4. Semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan dan penyusunan
laporan ini.
Penyusun menyadari bahwa laporan ini masih terdapat banyak
kekurangan, oleh karena itu praktikan mengharapkan kritik maupun saran yang
membangun untuk laporan ini agar dapat bermanfaat di waktu yang akan datang.
Akhir kata, penyusun ucapkan terima kasih.
Yogyakarta, Desember 2013
Penyusun
iv
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL .................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................... ii
KATA PENGANTAR .................................................................................. iii
DAFTAR ISI ............................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ........................................................................................ v
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... vi
DAFTAR LAMBANG ................................................................................ vii
INTISARI .................................................................................................... viii
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ............................................................................ 1
B. Tujuan Percobaan ......................................................................... 1
C. Tinjauan Pustaka .......................................................................... 2
BAB II. PELAKSANAAN PERCOBAAN
A. Alat dan Bahan ............................................................................ 11
B. Gambar Rangkaian Alat ............................................................... 11
C. Cara Kerja .................................................................................... 12
D. Diagram Alir ................................................................................ 13
BAB III. DATA PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN ................ 14
BAB IV. KESIMPULAN ............................................................................. 20
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 21
LAMPIRAN
v
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Data Percobaan Aliran Fluida .................................................... 13
Tabel 2. Hubungan antara debit (Q) vs Head Pompa (H) ............................ 15
Tabel 3. Hubungan antara panjang ekivalen (Le) vs derajad pembukaan
pompa (K)...................................................................................... 16
Tabel 4. Hubungan antara coefficient of discharge (Co) vs Bilangan
Reynold (Re) ................................................................................... 17
Tabel 5. Hubungan antara debit (Q) vs tinggi float (h) ................................. 18
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Aliran untuk persamaan kontinuitas ......................................... 3
Gambar 2. Gambar Rangkaian Alat Percobaan Aliran Fluida ..................... 11
Gambar 3. Hubungan debit (Q) vs Head Pompa (H) .................................. 16
Gambar 4. Hubungan sudut putaran (K) vs panjang ekivalen (Le) ............. 17
Gambar 5. Hubungan Re vs Co ............................................................... 18
Gambar 6. Hubungan debit (Q) vs tinggi float (h) ..................................... 19
vii
DAFTAR LAMBANG
A = Luas (m)
Co = Coeficient of discharge
D = Diameter (m)
z = Beda Tinggi Posisi 2 dan 1 (cm)
h = Perbedaan Tinggi Hg dalam Manometer (cm)
Ek = Energi Kinetik
Ep = Energi Potensial
Et = Energi Tekanan
F = Faktor gesekan
g = Gaya Gravitasi (ft/det2)
gc = Gaya Gravitasi (lbm.ft/lbf.det2)
H = Head Pompa (cm)
Le = Panjang Ekivalen (cm)
m = Massa (kg)
P = Tekanan (lbf/ft2)
air = Densitas air (kg/m)
Hg = Densitas air raksa (kg/m)
Q = Debit aliram (ml/detik)
q = Kerja yang hilang (lbf.ft/lbm)
Re = Bilangan Reynold
U = Kecepatan (cm/det)
= Viskositas (kg/m.detik)
Ws = Kerja Pompa (lbf.ft/lbm)
viii
INTISARI
Proses transportasi dengan menggunakan aliran fluida merupakan suatu hal
yang sangat penting, karena banyak digunakan dalam industri. Aliran fluida
adalah salah satu cara pemindahan fluida dari satu tempat ke tempat lain dengan
mengalirkannya melalui pipa. Aliran fluida terjadi karena adanya beda tekanan
dan elevasi. Masih kurangnya pemahaman terhadap proses aliran fluida, maka
dilakukan praktikum ini agar dapat lebih memahami lagi tentang proses aliran
fluida. Pemahaman mengenai aliran fluida harus dikuasai agar dapat menjadi
salah satu keunggulan bagi engineer sehingga dapat bersaing di dunia kerja.
Percobaan dimulai dengan memeriksa rangkaian alat agar proses percobaan
berjalan lancar, lalu mengisi air ke dalam tangki dan membuka kran dengan
derajat pembukaan penuh yaitu 1240 . Setelah itu, menghidupkan pompa hingga
aliran konstan. Setelah aliran konstan, mencatat kedudukan dari beda tinggi
manometer pompa, manometer kran, manometer orifice dan tinggi float pada
rotameter. Serta mengukur debit aliran dengan alat penampung dan stopwatch.
Percobaan ini dilakukan dengan pengurangan derajat pembukaan keran setiap
120.
Pada percobaan aliran fluida didapat bahwa makin besar debit aliran (Q),
maka makin besar head pompa (H) dengan persamaan garis y = 0,567x + 210,13
dengan persentase kesalahan rata-rata sebesar 2,7422%.Untuk suatu kran yang
digunakan untuk mengatur aliran fluida, panjang ekivalen akan berkurang
dengan bertambahnya derajat pembukaan kran (oK), sehingga didapat
persamaan garis y = 0,0825x + 113,845 dengan persentase kesalahan rata-
rata sebesar 30,3253%. Untuk suatu orifice, harga Co (Coefficient of discharge)
akan bertambah selaras dengan pertambahan bilangan Reynold (Re), didapat
persamaan garis y = 0,0001x + 8,71 dengan persentase kesalahan sebesar
1,142%. Pada rotameter, bertambahnya debit aliran menyebabkan semakin tinggi
float terdorong oleh aliran, didapat persamaan garis y = 0,0028x + 1,181 dengan
persentase kesalahan rata-rata sebesar 1,7825%.
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Proses transportasi dengan menggunakan aliran fluida merupakan suatu
hal yang sangat penting, karena banyak digunakan dalam industri. Aliran
fluida adalah salah satu cara untuk mengangkut fluida dari satu tempat ke
tempat lain dengan cara mengalirkannya melalui pipa. Transportasi aliran
fluida dapat dilakukan dengan menggunakan pipa karena lebih mudah dan
aman.
Dalam kehidupan sehari hari sebenarnya kita juga sering menjumpai
proses aliran fluida tanpa kita sadari, seperti air yang keluar dari kran, air
yang mengalir di pipa pembuangan dan lainnya. Masih kurangnya
pemahaman terhadap proses aliran fluida, maka dilakukan praktikum ini agar
dapat lebih memahami lagi tentang proses aliran fluida. Pemahaman
mengenai aliran fluida harus dikuasai agar dapat menjadi salah satu
keunggulan bagi engineer sehingga dapat bersaing di dunia kerja.
B. Tujuan Percobaan
1. Mempelajari karakteristik pompa, yaitu hubungan antara debit aliran (Q)
dengan head pompa (H).
2. Mempelajari hubungan antara panjang ekuivalen (Le) dengan derajat
pembukaan kran (oK).
3. Mempelajari hubungan antara coefficient of discharge (Co) dengan
bilangan Reynold (Re).
4. Menera rotameter yaitu hubungan antara debit aliran (Q) dengan tinggi
float (h).
2
C. Tinjauan Pustaka
Dalam proses transportasi fluida, salah satu faktor yang berpengaruh
adalah densitas atau berat jenis. Fluida dapat dipengaruhi oleh tekanan dan
suhu, tetapi ada pula fluida yang tidak dipengaruhi oleh suhu dan tekanan.
Fluida yang sangat dipengaruhi oleh suhu dan tekanan disebut fluida
termampatkan (compressible), contohnya uap dan gas. Sedangkan fluida
yang densitasnya tidak dipengaruhi oleh suhu dan tekanan atau biasanya
disebut fluida tak termampatkan (incompressible), contohnya air.
Aliran zat cair dalam pipa jika di tinjau berdasarkan waktu dibagi menjadi
dua, aliran steady state dan unsteady state. Aliran steady state yaitu aliran
yang harga dari masing-masing kuantitas yang ada dalam aliran tersebut tidak
berubah terhadap waktu. Sedangkan aliran unsteady state yaitu aliran yang
harga dari kuantitasnya berubah terhadap waktu.
Aliran jika ditinjau berdasarkan jenis aliran dibagi menjadi dua yaitu aliran
laminer dan turbulen. Untuk aliran dimana partikel-partikel fluida mengalir
secara sejajar dan tidak saling memotong disebut aliran laminer. Sedangkan
aliran dimana partikel-partikelnya tidak lagi mengalir teratur dan mempunyai
komponen kecepatan tegak lurus dengan arah aliran disebut aliran turbulen. .
(Mc Cabe,1986)
Jika fluida mengalir melalui sebuah pipa tertutup, maka akan terjadi
perbedaan bentuk aliran yang dapat ditentukan dengan bilangan Reynold
(Re), yaitu :
Re =
UD
Persamaan kontinuitas dapat dipergunakan untuk menyelesaikan
permasalahan dalam aliran fluida.
3
Gambar 1. Aliran untuk persamaan kontinuitas
Q = A1 . u1 = A2 . u2 . . . . . . . . . . (1)
Asumsi :
1 = 2
maka persamaan kontinuitas adalah :
m = . A1 . u1 = . A2 . u2 . . . . . . . . . . (2)
Hubungan energi pada fluida atau material yang mengalir
melintasi pipa dapat ditentukan dengan keseimbangan energi. Energi
dibawa oleh fluida yang mengalir dan juga ditransfer dari fluida ke
sekeliling atau sebaliknya. Energi yang dibawa fluida mencakup :
1. Internal energy (E), yaitu energi yang disebabkan oleh gerakan
molekul atom dan elektron. Termasuk seluruh energi yang
mempunyai sifat-sifat khusus dari fluida, tanpa memperhatikan
lokasi atau tempat relatifnya atau posisinya.
2. Energi yang dibawa fluida karena kondisi alirannya atau
posisinya :
a. Energi Kinetik (Ek), adalah energi fluida karena
gerakannya.
Ek = 2gc
mu
2
b. Energi potensial (Ep), yaitu energi fluida karena tempat
kedudukannya yang dipengaruhi gravitasi.
Ep = gc
mgz
4
c. Energi tekanan (Et), adalah energi untuk melakukan kerja
melawan tekanan yang dibawa oleh zat karena alirannya
dari awal masuk sampai keluar.
Et = m P V
Energi yang ditransfer antara fluida atau sistem dalam aliran dan
sekelilingnya ada dua jenis :
1. Energi panas (q), yaitu energi yang diserap oleh zat alir dari
sekelilingnya selama aliran.
2. Energi kerja (W), yaitu kerja yang diterima atau yang dihasilkan
atau dilakukan oleh zat yang mengalir ke sekeliling selama aliran
dan sering disebut shaf work. (Brown, G.G., 1978)
Selain itu ada juga yang disebut energi friksi (F), yaitu energi yang
hilang karena gesekan. Rugi energi terdapat pada sambungan, pipa lurus
atau penampang yang tidak sama. Neraca energi untuk sistem aliran fluida
dapat ditulis sebagai berikut :
Energi masuk :
mE1 + 2gc
mu 21 +
gc
mgz1 + mP1V1
Energi keluar :
mE2 + 2gc
mu 22+
gc
mgz2 + mP2V2 + mq - mWs
Maka :
Energi masuk = Energi keluar.
mE1 + 2gc
mu 21 +
gc
mgz1 + mP1V1 = mE2 +
2gc
mu 22 +
gc
mgz 22 +
mP2V2 + mq - mWs . . . . . . . . . . (3)
5
Bila :
E = E1 - E2
(PV) = P1 V 1 - P2 V 2
u2
= u12 - u 2
2
z = z1 - z 2
Maka didapatkan neraca energi untuk setiap satuan massa, yaitu :
(semua dibagi m)
E + 2gc
u 2 +
gc
zg + (PV) = q Ws . . . . . . . . . . (4)
Bila aliran isothermal (E = 0) dan fluida incompressible, sedangkan
volumenya diasumsikan konstan, maka persamaan diatas menjadi :
2gc
u 2 +
gc
zg +
P = q Ws . . . . . . . . . . (5)
Apabila ada gesekan ( 0) dan diasumsikan aliran adiabatis (q = 0) maka
persamaannya dikenal dengan persamaan Bernoully : (ada friksi)
2gc
u 2 +
gc
zg +
P = - ( Ws + F ) . . . . . . . . . . (6)
Jika persamaan (6) dibagi dengan gc
g, dimensi masing-masing suku
dinyatakan dalam ft cairan (cm cairan) dengan :
w = gc
g
3ft
lbf
w
P
+
2g
)(u 2 + Z = -F
g
gc - Ws
g
gc
w
P
+
2g
)(u 2 + Z = -F - Ws . . . . . . . . . . (7)
(Brown, G.G.,1978)
6
Pompa adalah alat untuk mengalirkan fluida dari satu tempat ke tempat
lain. Dimana fluida tersebut hanya dapat mengalir apabila terdapat beda
tekanan. Pada pompa, fluida akan mengalir dari tekanan yang tinggi ke
tekanan yang rendah.
Laju aliran fluida dapat di ukur dengan rotameter. Rotameter terdiri dari
tabung gelas yang bentuknya kerucut (tappered glass tube), yang didalamnya
terdapat pelampung (float) yang bergerak naik turun. Bila alirannya besar,
float akan terangkat dan sebaliknya, bila aliran kecil float turun.
Untuk mengalirkan fluida, diperlukan alat yang berfungsi sebagai lintasan
alir fluida itu sendiri. Alat yang digunakan adalah pipa. Ada beberapa faktor
yang perlu diperhatikan dalam pemilihan pipa yaitu :
1. Suhu operasi.
Suhu operasi ini akan menentukan bahan pipa yang akan dipakai dan perlu
tidaknya isolasi.
2. Internal/External pressure.
Ini akan menentukan schedule number, dimana :
Schedule Number = 1000 (P/S)
P = internal pressure yang bekerja (psi).
S = tegangan yang diijinkan oleh pipa (psi).
3. Fluida yang mengalir.
4. Jenis-jenis fitting.
Fitting adalah sepotong pipa yang mempengaruhi dalam menentukan
kebutuhan :
a. Menyambung 2 buah pipa dengan :
b. Mengatasi arus dalam pipa, disebut plug.
c. Membuat percabangan pipa sehingga arus bercabang.
Misalnya : tees, crosses.
Selain jenis fitting diatas, ada juga kran. Kran adalah salah satu jenis
fitting yang dipakai untuk mengatur, mengontrol dan membuka ataupun
menutup aliran. Pemilihan terhadap jenis kran tergantung jumlah dan jenis
cairan yang akan dialirkan serta tujuan pemakaiannya.
7
Dalam aliran fluida, biasa digunakan alat orificemeter. Prinsip orifice ini
adalah penurunan penampang arus aliran melalui orifice itu, yang
menyebabkan tinggi tekan kecepatan meningkat tetapi tinggi tekan tekanan
menurun dan penurunan tekanan antara dua titik diukur dengan manometer.
Manometer sendiri adalah alat yang berfungsi untuk mengukur beda tekan
antara titik satu dengan yang lain.
Ada beberapa jenis pemasangan manometer, yaitu :
Manometer untuk pompa.
Bila : Z1 = Z2, karena tidak ada beda ketinggian.
u1 = u2, karena luas penampang sama.
F = 0
Maka persamaan (6) menjadi :
-Ws =
air
P
= air
12
)P -(P
............................(8)
Tekanan di A = tekanan di B.
PA = P1 +
gc
Y.g.air + gc
h.g.Hg
PB = P2 +
gc
g h) Y( air
P2 +
gc
g h) Y( air = P1 + gc
Y.g.air + gc
h.g.Hg
P2 - P1 =
gc
Y.g.air +
gc
h.g.Hg - gc
Y.g.air - gc
h.g.air
8
P2 - P1 =
gc
h.g). - ( airHg ........................... (9)
Bila persamaan (9) dibagi dengan gc
g dan air, maka persamaannya
menjadi:
H =
air
airHg -
. h ......................... (10)
Manometer kran.
Bila : Z1 = Z2, karena tidak ada beda ketinggian.
u1 = u2, karena luas penampang sama.
Ws = 0, karena tidak ada kerja.
maka persamaan (6) menjadi :
F =
P- =
air
airHg
gc.
-
. h.g
Menurut Fanning dan D`Archy :
F = gc.D2
f.Le.u2
maka :
gc.D2
f.Le.u2 =
air
airHg
gc.
-
. h.g . . . . . . . . . . (11)
Kalau persamaan (11) dibagi gc
g maka menjadi :
2gc.D
f.Le.u2 =
air
airHg -
. h.g
Le =
air
airHg
.f.u
h). - ( 2g.D2
. . . . . . . . . . (12)
9
Manometer orifice.
Bila : Z1 = Z2, karena tidak ada beda ketinggian.
Ws = 0, karena tidak ada kerja.
maka persamaan (6) menjadi :
gc2
u 2 +
P = -F . . . . . . . . . . (13)
F
P-gc2uu
2
1
2
2
. . . . . . . . . . (14)
Dari persamaan (1) didapatkan :
2
112
A
A.uu ................... (15)
Substitusi persamaan (15) ke persamaan (14) :
F
P-gc2u
A
A.u 212
2
2
1
2
1
1u = 1
2
2
2
1
A
A
FP-
gc2
..................... (16)
P- - F = Co
2
P . . . . . . . . . . (17)
Persamaan (17) dikombinasikan dengan persamaan (16) :
1u = Co 1
2
2
2
1
A
A
P-gc2
10
Co = 1u
P)(- 2gc
1 - A
A2
2
1
2
air
................... (18)
Karena persamaan 2
2
2
1
A
A =
4
4
2
1
D
D, maka persamaan (18) menjadi
:
Co = 1u
P)(- 2gc
1 - D
D4
2
1
4
air
Diketahui :
-P =
gc
h.g). - ( airHg
Co = 1u
gc
h.g.gc). - 2(
1 - D
D
airHg
air4
2
1
4
Co = 1u
h.g). - 2(
1 - D
D
airHg
air4
2
1
4
.................. (19)
(Brown,G.G.,1978)
11
BAB II
PELAKSANAAN PERCOBAAN
A. Alat dan Bahan
1. Alat
a. Beker glass.
b. Thermometer.
c. Gelas ukur.
d. Stopwatch.
e. Piknometer.
2. Bahan
a. Air.
B. Gambar Rangkaian Alat
Keterangan :
1. Bak Penampung Air
2. Pompa Air
3. Manometer Pompa
4. Manometer Kran
5. Busur Drajat
6. Manometer Orifice
7. Orifice
8. Rotameter
Gambar 2. Rangkaian Alat Percobaan Aliran Fluida
12
C. Cara Kerja
1. Memeriksa rangkaian alat.
2. Mengisi air ke dalam tangki dan menghidupkan pompa
3. Membuka kran dengan derajat pembukaan penuh kemudian
menghidupkan pompa hingga keadaan aliran konstan.
4. Setelah aliran konstan mencatat kedudukan dari beda tinggi manometer
pompa, manometer kran, manometer orificemeter dan tinggi float.
5. Menutup kran dengan sudut 120 dari kedudukan semula setelah mencapai
keadaan konstan , mengulangi langkah seperti no. 4
6. Mengukur debit aliran dengan alat penampung dan stopwatch.
7. Mengulangi langkah 2, 3 dan 4 dengan derajat pembukaan kran yang
berbeda-beda.
8. Menghentikan percobaan setelah didapat lima data percobaan.
9. Mengukur :
a. temperatur air
b. densitas air dengan menggunakan piknometer
c. diameter pipa dan diameter orifice
13
D. Diagram Alir
Memeriksa rangkaian alat
Mengisi air ke dalam tangki penampungan
Mengukur temperatur air, densitas air dengan menggunakan piknometer,
diameter pipa dan diameter orifice
Mengulangi langkah 2,3 dan 4 dengan derajat penutupan kran setiap 1200
Membuka kran dengan derajat pembukaan penuh
Mengukur debit aliran dengan alat penampung dan stopwatch
Setelah aliran konstan, mencatat kedudukan dari beda tinggi manometer pompa,
manometer kran, manometer orifice dan tinggi float pada rotameter
Menghidupkan pompa hingga alirannya konstan
14
BAB III
DATA PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
A. Data Percobaan
Tabel 1. Data Percobaan Aliran Fluida
Kran Volum
(ml)
Waktu
(detik)
Q
(ml/det)
Manometer
Pompa
Manometer
Kran
Manometer
Orofiece
Tinggi
Float
(cm) ki ka ki ka ki ka
1240
1000
1105
1050
5
5
5
210,33 32,9 6,1 14,2 14,2 9,5 19,3 7,1
1120
990
970
975
5
5
5
195,67 32,5 6 14,1 14,2 9,8 19,4 7
1000
970
975
960
5
5
5
193,67 32,4 6 14,1 14,2 10 19,3 6,8
880
950
955
945
5
5
5
190 32,3 6,4 14,1 14,3 10,1 19,1 6,5
760
920
930
935
5
5
5
185,67 32,2 6,6 14,2 14,3 10,5 19 6,4
15
Diameter orifice = 0,6 cm
Diameter dalam pipa = 1,85 cm
Diameter luar pipa = 2,2 cm
Berat piknometer + Aquadest = 42,079 gram
Berat piknometer kosong = 17,012 gram
Berat Aquadest = 25,067 gram
Suhu Aquadest = 28 oC
Aquadest = 0,996233 gram/ml
Berat piknometer + air = 42,75 gram
Berat piknometer kosong = 17,012 gram
Berat air = 25,738 gram
Volume piknometer = 25 ml
cairan = 1,0229 gram/ml
Hg = 13,5228 gram/ml
Suhu air = 28 oC
B. Pembahasan
1. Mempelajari karakteristik pompa, yaitu hubungan antara debit aliran (Q)
dengan head pompa (H).
Tabel 2. Hubungan antara Debit Aliran (Q) dengan Head Pompa (H)
No Q (X) H (Y) Y Hitung % kesalahan
1 210,33 327,52 329,38 0,5680
2 195,67 323,85 321,07 1,7065
3 193,67 322,63 319,93 2,0917
4 190 316,52 317,85 4,0626
5 185,67 312,85 315,40 5,2821
975,34 1603,40 1603,65 2,7422
16
Gambar 3. Hubungan antara debit aliran (Q) terhadap head pompa (H)
Dari gambar dapat dilihat bahwa, semakin besar debit aliran
menyebabkan head pompa semakin besar. Sehingga energi yang
dibutuhkan untuk mengalirkan fluida semakin besar. Hal ini di sebabkan
karena semakin besar debit aliran maka h juga akan semakin besar.
Dimana head pompa berbanding lurus dengan h, oleh karena itu head
pompa menjadi besar.
2. Mempelajari hubungan antara panjang ekivalen (Le) dengan derajat
pembukaan kran (oK).
Tabel 3. Hubungan antara derajat penutupan kran (0kran) dengan panjang
ekivalen (Le)
y = 0,567x + 209,9R = 0,808
312
314
316
318
320
322
324
326
328
330
332
180 185 190 195 200 205 210 215
He
ad p
om
pa
( H
)
Debit aliran ( Q )
Y Data
Y Hitung
No 0K (X) Le (Y) Y Hitung
%
kesalahan
1 1240 0 12,12
2 1120 30,0290 21,96 26,8707
3 1000 30,5720 31,8 4,0617
4 880 63,2185 41,64 34,1332
5 760 32,9057 51,48 56,4471
5000 156,7252 159 121,4677
17
Gambar 3. Hubungan antara derajat pembukaan kran (0K) terhadap panjang
ekivalen (Le)
Semakin besar derajat pembukaan kran, maka tekanan makin kecil
dan bilangan Reynold (Re) semakin naik, sehingga faktor gesekan (f)
semakin besar, maka harga Le makin besar. Pada data pertama didapat
harga Le 0. Hal ini disebabkan karena pada saat percobaan terjadi
kesalahan dalam pengamatan perbedaan tinggi pada manometer kran.
Sedangkan untuk data keempat, di dapat harga Le 63,2185. Hal ini
disebabkan karena perbedaan tinggi (h) yang besar dibandingkan data
yang lain.
3. Mempelajari hubungan antara coefficient of discharge (Co) dengan
bilangan Reynold (Re).
Tabel 4. Hubungan antara Bilangan Reynolds (Re) terhadap Coefficient of
Discharge (Co)
y = -0,082x + 113,8R = 0,489
0
10
20
30
40
50
60
70
700 800 900 1000 1100 1200 1300
Pan
jan
g Ek
ival
en
(Le
)
Derajat Pembukaan Kran (K)
Y data
Y Hitung
No Re (X) Co (Y) Y Hitung % kesalahan
1 55570,16 14,5198 14,2670 1,7410
2 51696,92 13,6478 13,8797 1,6991
3 51168,51 13,7244 13,8269 0,7465
4 50198,88 13,6869 13,7299 0,3141
5 49054,87 13,7628 13,6155 1,0704
257689,36 69,3417 69,3189 5,5710
18
Gambar 4. Hubungan antara bilangan Reynolds (Re) terhadap Coefficient of
Discharge (Co)
Semakin besar penampang arus pada pipa menyebabkan kecepatan
aliran (u) bertambah, sehingga bilangan Reynold (Re) akan bertambah
besar selaras dengan pertambahan harga coefficient of discharge (Co).
Namun pada data kedua dan keempat didapat nilai coeffecient of discharge
yang tidak sesuai. Hal ini di sebabkan karena kesalahan pengamatan beda
ketinggian pada manometer orifice.
4. Menera rotameter, yaitu hubungan antara debit aliran (Q) dengan tinggi
float (h).
Tabel 5. Hubungan antara debit aliran (Q) terhadap tinggi float (h)
y = 0,000x + 7,209R = 0,756
13,4
13,6
13,8
14
14,2
14,4
14,6
Co
eff
icie
nt
of
Dis
char
ge (C
o)
Bilangan Reynolds (Re)
Y data
Y Hitung
No Q (X) tinggi float (Y) Y Hitung % kesalahan
1 210,33 7,1 7 ,1964 1,3583
2 195,67 7 6,7772 3,1834
3 193,67 6,8 6,7199 1,1770
4 190 6,5 6,6150 1,7692
5 185,67 6,4 6,4912 1,4244
975,34 33,8 33,7997 8,9123
19
Gambar 5. Hubungan antara debit aliran (Q) terhadap tinggi float (h)
Semakin besar aliran (Q), semakin besar pula tinggi float (h).
Bertambahnya debit aliran (Q) menyebabkan semakin tinggi float
terdorong oleh aliran. Karena float dapat bergerak bebas sesuai dengan
besarnya aliran yang mendorong.
y = 0,028x + 1,186R = 0,766
6,36,46,56,66,76,86,97,07,17,27,3
180 185 190 195 200 205 210 215
Tin
ggi f
loat
(h
)
Debit Aliran (Q)
Y data
Y Hitung
20
BAB IV
KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan dan grafik, maka dapat diambil kesimpulan, yaitu :
1. Dalam aliran fluida, makin besar debit aliran (Q), maka makin besar head
pompa (H) dengan persamaan garis y = 0,567x + 210,13 dengan persentase
kesalahan rata-rata sebesar 2,7422%.
2. Untuk suatu kran yang digunakan untuk mengatur aliran fluida, panjang
ekivalen akan berkurang dengan bertambahnya derajat pembukaan kran (oK),
sehingga didapat persamaan garis y = 0,0825x + 113,845 dengan persentase
kesalahan rata-rata sebesar 30,3253%.
3. Untuk suatu orifice, harga Co (Coefficient of discharge) akan bertambah
selaras dengan pertambahan bilangan Reynold (Re), didapat persamaan garis
y = 0,0001x + 8,71 dengan persentase kesalahan sebesar 1,142%.
4. Pada rotameter, bertambahnya debit aliran menyebabkan semakin tinggi float
terdorong oleh aliran, didapat persamaan garis y = 0,0028x + 1,181 dengan
persentase kesalahan rata-rata sebesar 1,7825%.
21
DAFTAR PUSTAKA
Brown, G.G., 1978, Unit Operation, 14th
printing, John Willey and Sons Inc.,
New York.
De Nevers, Noel . 2005 . Fluid Mechanics for Chemical Engineering . Third
Edition. Higher Education, Mc Graw Hill
Streeter, V.L, and Wylie E.G. 1981 . Fluid Mechanics. Mc Graw Hill Book
Co, Singapore
LAMPIRAN
A . PERHITUNGAN
1. Menentukan karakteristik pompa, hubungan antara debit aliran (Q) dengan
head pompa (H)
H =
Dimana : Hg = 13, 5238 gr/cm3
air = 1, 0229 gr/cm3
sehingga H = 327,5238 cm
Dari perhitungan di atas maka di dapat
Hubungan antara Debit Aliran (Q) dengan Head Pompa (H)
0kran h Q (X) H (Y) XY X
2
1240 26,8 210,33 327,5238 68888,0860 44238,7089
1120 26,5 195,67 323,8575 63369,1996 38286,7489
1000 26,4 193,67 322,6354 62484,7997 37508,0689
880 25,9 190 316,5249 60139,7291 36100
760 25,6 185,67 312,8586 58088,4523 34473,3489
Jumlah 975,34 1603,4002 312970,2666 190606,8756
Dengan metode Least Square :
X2
x 195,068
x 1
Kemudian dengan cara substitusi, didapat nilai :
Didapat persamaan garis :
Menghitung % kesalahan
Analog untuk data berikutnya, sehingga di dapat hasil seperti tabel di
bawah .
Hubungan antara Debit Aliran terhadap Head pompa dengan % kesalahan
Dengan besar nilai
2 . Menentukan hubungan antara panjang ekivalen (Le) dengan derajat penutupan
kran (0Kran)
D2
2
2
Kecepatan Linier (V)
Q Y data Y hitung % kesalahan
210,33 327,5238 329,3841 0,5680
195,67 323,8575 321,0719 1,7065
193,67 322,6354 319,9379 2,0917
190 316,5249 317,8570 4,0626
185,67 312,8586 315,4019 5,2821
Rata - rata 2,7422
Bilangan Reynolds (Re)
18022,5042
Faktor friksi
Panjang Ekivalen (Le)
Dari perhitungan di atas maka di peroleh data :
Hubungan antara derajat penutupan kran (0kran) dengan panjang ekivalen (Le)
No
0K
(X) Q v h Re Le (Y) f XY X2
1 1240 210,33 78,2856 0 18022,5042 0 0,0273 0 1537600
2 1120 195,67 72,8291 0,1 16766,3358 30,0290 0,0278 33632,4490 1254400
3 1000 193,67 72,0847 0,1 16594,9622 30,5720 0,0279 30571,9588 1000000
4 880 190 70,7187 0,2 16280,4916 63,2185 0,0281 55632,2636 774400
5 760 185,67 69,1071 0,1 15909,4678 32,9057 0,0282 25008,3647 577600
5000 156,7252 0,1394 144845,0361 5144000
Dengan metode Least Square :
x 1000
x 1
Kemudian dengan cara substitusi, didapat nilai :
Didapat persamaan garis :
Menghitung % kesalahan
Analog untuk data berikutnya, sehingga di dapat hasil seperti tabel di
bawah .
Hubungan antara derajat pembukaan kran terhadap panjang ekivalen
dengan % kesalahan
Dengan besar nilai
3. Menentukan hubungan antara Bilangan Reynolds (Re) dengan Coefficient of
Discharge (Co)
2
2
Kecepatan Linier (V)
Bilangan Reynolds (Re)
No 0k (X) Y data Y hitung % kesalahan
1 1240 0 11,545
2 1120 30,029 21,445 28,5857
3 1000 30,572 31,345 2,5285
4 880 63,2185 41,245 34,7580
5 760 32,9057 51,145 55,4290
Rata rata 30,3253
Coefficient of Discharge (Co)
Dari perhitungan di atas, maka di dapat :
Hubungan antara Bilangan Reynolds (Re) terhadap Coefficient of Discharge (Co)
Dengan metode Least Square :
x 51537,872
x 1
No h Q rata rata V Re (X) Co (Y) X2 XY
1 9,8 210,33 744,2675 55570,1637 14,5198 3088043088,3573 806867,6622
2 9,6 195,67 692,3921 51696,9235 13,6478 2672571900,4045 705549,2727
3 9,3 193,67 685,3149 51168,5142 13,7244 2618216846,8364 702257,1565
4 9 190 672,3284 50198,8832 13,6869 2519927869,9948 687067,0939
5 8,5 185,67 657,0064 49054,8770 13,7628 2406380960,2539 675132,4616
257689,3616 69,3417 13305140665,8468 3576873,6468
Kemudian dengan cara substitusi, didapat nilai :
Didapat persamaan garis :
Menghitung % kesalahan
Analog untuk data berikutnya, sehingga di dapat hasil seperti tabel di
bawah .
Hubungan antara Bilangan Reynolds terhadap Coefficient of Discharge
dengan % kesalahan
Dengan besar nilai
4. Menera Rotameter
Hubungan antara debit aliran terhadap tinggi float
Hubungan antara debit aliran (Q) terhadap tinggi float (h)
No Q rata rata (X) tinggi float (Y) X2 XY
1 210,33 7,1 44238,7089 1493,343
2 195,67 7 38286,7489 1369,69
3 193,67 6,8 37508,0689 1316,956
4 190 6,5 36100 1235
5 185,67 6,4 34473,3489 1188,288
975,34 33,8 190606,8756 6603,277
Dengan metode Least Square :
No Re (x) Y data Y hitung % kesalahan
1 55570,1637 14,5198 14,2670 1,7410
2 51696,9235 13,6478 13,8797 1,6991
3 51168,5142 13,7244 13,8269 0,7465
4 50198,8832 13,6869 13,7299 0,3141
5 49054,8770 13,7628 13,6155 1,0704
Rata - rata 1,1142
x 195,068
x 1
Kemudian dengan cara substitusi, didapat nilai :
Didapat persamaan garis :
Menghitung % kesalahan
Analog untuk data berikutnya, sehingga di dapat hasil seperti tabel di
bawah .
Hubungan antara Debit Aliran terhadap Tinggi Float dengan % kesalahan
Dengan besar nilai % kesalahan rata-rata = 1,7825 %
B. TANYA JAWAB
1. Pur Anisa N (121110076)
Pertanyaan : Apa yang dimaksud dengan coefficient of discharge ?
Jawab : coefficient of discharge yaitu nilai perubahan laju alir
yang disebabkan karena perbedaan diameter.
2. Galang Sokomukti (121110085)
Pertanyaan : Apa yang menyebabkan tidak adanya gelembung-
gelembung udara di rotameter ?
Jawab : Yang menyebabkan tidak adanya gelembung-gelembung
udara pada rotameter adalah arah jatuhnya air pada bak penampung,
ketika arah jatuh air lurus maka akan muncul gelembung udara pada
rotameter sedangkan ketika arah jatuh air tidak lurus gelembung udara
pada rotameter tidak ada.
Q rata-rata Y data Y hitung % kesalahan
210,33 7,1 7,196438 1,3583
195,67 7,0 6,777162 3,1834
193,67 6,8 6,719962 1,1770
190 6,5 6,615000 1,7692
185,67 6,4 6,491162 1,4244
Rata - rata 1,7825
3. Nur Apriliani (121110128)
Pertanyaan : Apa itu panjang ekivalen dan mengapa panjang ekivalen
makin besar ?
Jawab : Panjang ekivalen adalah panjang pipa keseluruhan,
termasuk panjang pipa sambungan dan pipa belok (elbow). Panjang
ekivalen makin besar karena pengaruh derajat pembukaan kran.
Semakin kecil derajat pembukaan kran, maka tekanan makin besar dan
bilangan Reynold (Re) semakin turun, sehingga faktor gesekan (f)
semakin besar. Besarnya faktor gesekan maka mengakibatkan harga
panjang ekivalen (Le) makin besar.
Recommended