Daftar isi ISSN 1693-3346
Prosiding Pertemuan Ilmiah Nasional Rekayasa Perangl{at Nuklir Serpong, 20 Nopember 2007
ANALISA PENURUNAN TEKANAN AIR PADA PIP A LENGKUNG BERSPUYER UNTUK SISTEM PENGUJIAN KEBOCORAN OIeh: Budhy Basuki, Djuhana
ABSTRAK Telah dilakukan sistem pengujian kebocoran dengan sebuah pipa yang dilengkungkan dan berspuyer. Pada pipa tersebut dibuat luabng-Iubang kecil untuk menyemprotkan Air dialirkan dari sebuah pompa ke pipa yang dilengkungkan, dalam pipa dan penelitian
ujung pipa diukur dengan
ini untuk mengetahui
menggunakan
air.
kemudian tekanan air
manometer.
Tujuan dari
tekanan air pada pipa yang melengkung
dan diberi
lubang. Dari grafik diperoleh untuk tekanan 0,1 hingga 2 bar terjadi penurunan tekanan. Untuk tekanan 0,1 bar dihasilkan 0 bar, sedangkan untuk tekanan 2 bar terjadi penurunan tekanan 1,9 bar.
ABSTRACT It has been tested a bending pipe fitted electronically
and connected to the pipe some
small holes to sprinkling water. As water flowing from a pump to the bending pipe then water pressure Objectives
in the pipe and at the pipe's
ends was measured
using manometer.
of this research is to know the pressure drop of water in the bending pipe
having holes on it. The result for pressure 0,1 bar until 2 bar pressure drop. For pressure 0,1 bar pressure drop 0 bar. For pressure 2 bar pressure drop 1,9 bar.
1. PENDAHULUAN Pengujian
sebuah
pipa
yang
dilengkungkan
dilakukan dengan menyemprotkan
didalamnya
dipasang
air. Dengan menyemprotkan
kotak
air pada kotak elektronik
atau dikatakan pengujian simulasi curah hujan: Sistem pengujian terdiri yang dilengkungkan, air.
Air
di
dari sebuah pipa
kemudian pipa terse but dipasang lubang kecil untuk
hasilkan
dari sebuah
pompa
nya diukur dengan menggunakan
manometer
tekanannya.
untuk
Tujuannnya
adalah
dialirkan
298
penyemprotan
ke pipa, kemudian tekanan air
dan di ujung
mengetahui
elektronik
yang
lain
juga
diukur
penurunan tekanan air pada pipa
ISSN 1693-3346
Prosiding Pertemuan IImiah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir Serpong, 20 Nopember 2007
yang dilengkungkan
dan diberi lubang keluaran air. Kemudian penurunan tekanan diukur
dan juga perubahan semprotan air.
2. TEORI DASAR Apabila sebuah fluida mengalir pada sebuah pipa, dan jika diberi lubang keluaran fluida maka di ujung pipa akan terjadi penukaran tekanan.
Dengan menggunakan
persamaan
kontinuitas an tara seksi 1 dan seksi 2 [1]. Q = VIAl = VzAz
(m 3/det),
Q = Debit air (m 3/det),
dengan :
V = Kecepatan Air (m/det) A = Luas Penampang
(m2)
2.1 Rugi-rugi akibat pembesaran secara mendadak Bila diameter Fluida
pipa membesar
mengalami
berakibat
"shock"
hilangnya
lokal/setempat.
(kejutan).
sebagian
Kehilangan
prinsip kontinuitas,
secara tiba-tiba/mendadak,
energi
seperti terlihat pad a gambar
Hal ini menyebabkan yang
disebabkan
terjadinya oleh
naiknya
"eddy"
dan
turbulensi
energi (Head loss) dapat di evaluasi dengan menggunakan
momentum
dan energi. Gunakan persamaan
kontinuitas pada bagian
1 dan 2. Q= VIAl = VzAz Dengan
mengabaikan
gaya
gesek
pad a dinding,
dengan
momentum maka. Gaya luar = Laju perubahan momentum
= pvzAz(V z- V I )
299
menggunakan
persamaan
ISSN 1693-3346
Prosiding Pertemuan IImiah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir Serpong, 20 Nopember 2007
dengan
p
= Massa jenis air
(kg/m3)
P = Tekanan (bar)
~~
~ ~~
~ r-----
~"""'-
~~ ~ r--~ -r---..
~.--~
(a) Kekwan 'ferrodam
Gambar - 1 Pengisian dari pipa ke reservoir besar.
Jadi, seluruh energi kinetik diubah menjadi pencampuran pengosongannya
dan turbulensi, bahkan apabila
bebas seperti gambar -1 seluruh energi kinetik tetap hilang.
Catatan: Energi yang hilang tidak benar- benar hilang, ia berubah menyebabkan berdiameter
menjadi energi panas
naiknya suhu fluida dalam reservoir. Oli ( crude oil) J00 nm, pada laju 401/s. Jika pipa tiba-tiba
estimasi rugi-rugi
energi (head loss) yang di akibatkan
dan
mengalir lewat pipa
membesar
menjadi 200 nm,
oleh perubahan
bagian secara
mendadak. Gunakan persamaan antara bagian J dan 2 ambiJah sumbu horizontal sebagai datum (titik acuan). 2
2
A+l-hm pg Dengan
= .E1.-+2:L pg 2g
2g
(hm) rugi -
rugi energi
akibat
pengembangan
persamaan diatas diperoleh :
Substitusikan untuk
PI - P2 dari (A). p
300
mendadak.
Susun
kembali
ISSN 1693-3346
Prosiding Pertemuan IImiah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir Serpong, 20 Nopember 2007
(6.6)
Dengan menggunakan
persamaan kontinuitas,
(6.7)
v = Kecepatan
(6.8)
pada pipa yang lebih keci!.
2.2 Rugi-rugi keluaran. Bila sebuah pipa mengisi reservoir besar, seperti terlihat pada gambar -I. Sebagian energinya dipindahkan dan dapat di evaluasi menggunakan persamaan 6.7. Dalam hal substitusi.
A2«A,hasii
v2
hm = (I-O)2g
= v;v2 = 0]
[VI
(d.p.1
K=I)
(6.9)
2g
a)Keluaran Terendam b) Keluaran Bebas
3. METODOLOGI PENGUJIAN. A. Sistem Pengujian Tekanan Pipa Sistem pengujian
penurunan
tekanan
pada sebuah pipa yang dilengkungkan dan
diberi lubang dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Alatuknrtdm2
I
,
/~f!==J~",~ "':/ /~ ,
/ /,
/ /"
«
"
'.
_J1I'~. !!)
"'-
//
Aliukurttiwn I
/ -', '\
Fipa
\\
I
+
~)\\ l W~
Gambar -2 Sistem pengujian drop tekanan
301
Pompa
I
Prosiding
Pertemuan
Serpong,
20 Nopember
I1miah
Nasional
Rekayasa
Perangkat
ISSN
Nuklir
1693-3346
2007
1. Pipa bahan S5 schedule 40 lengkungan R=l meter, jumlah lubang 2. Spuyer ~ 0,5 mm, bahan, kuningan 3. Pompa air kap tekanan 0 - 5 bar, 5 liter/men it, 2800 rpm, 220 Y, 50 HZ
I
4. Alat ukur tekanan tabung Bourdon, kap 0 -;-5 bar, Resolusi 0, bar
B. Metode Percobaan. I.
Jalankan pompa air.
2. Putar katup pada posisi OFF 3. Putar katup pada posisi ON secara perlahan. 4. Ukur tekanan
(I) pada
posisi 0, I bar
5. Baca tekanan 2. 6. Ubah tekanan dari 0,
I-;-2 bar dengan
I
kenaikan tekanan 0, bar.
7. Amati pancaran air pada spuyer.
4. HASIL PERCOBAAN DENGAN DAN PEMBAHASAN Hasi\ dari percobaan kemudian
mengukur
yang telah dilakukan
dengan mengatur
tekanan air dan penurunan
tekanan air dapat dilihat pad a
dibawah ini.
Tabell. HasH Pengujian NO
naik tekanan stabil 0sedikit ada tekanan ada kenaikan air stabil sudah mulai naik Kondisi air melemah naik naik terlihat naik Kondisi mulai melemah ada air penurunan 1,1 1,0 1,2 0,3 0,2 0,5 Kondisi puncak 2,1 1,6 airposisi mulai terlihat melemah 0,7 0,9 1,2 1,1 Tekanan 0,1 Tekanan (1) (2) 0,2 0,1 1,4 1,3 1,3 0,4 0,3 0,4 Tekanan 1,6 1,5 air air 1,4 1,5 pada puncak 2,1 2,2 2,0 1,9 1,8 1,7 2,0 1,8 1,7 1,9 0,6 0,5 0,6 0,8 0,7 0,9 1,0 0,8 Pancaran ke Spuyer (Bar)
I.
302
bukaan katup aliran aIr lable
ISSN 1693-3346
Prosiding Pertemuan IImiah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir Serpong, 20 Nopember 2007
Dari tabel (1) hasil pengujian dapat dibuat grafik yang memuat hubungan antara tekanan (1) terhadap
penurunan
tekanan
(2). Kemudian
dibuat juga tekanan
air (1) terhadap
pancaran air pada spuyer pada tiap-tiap spuyer. 5 4.5 4 3,5
3
-
Tekanan (2) (Bar)
_
Tekanan (1) (Bar)
2,5
2
0,5·j
° 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1
Gam bar grafik -1 : Hubungan tekanan (1) dengan tekanan air (2)
Gambar
grafik -2 : Tekanan - Pancaran air pada spuyer.
Oari grafik dapat dilihat untuk tekanan air 0,1 bar terjadi penurunan
tekanan bahkan
tekanan airnya 0 bar dan kondisi aliran air sedikit sekali, kemudian tekanan air yang masuk dinaikan maka ada tekanan air dan terjadi semprotan air, kemudian tekanan air dinaikan juga terjadi ada tekanan air namun terjadi penuruanan
tekanan air, bahkan
sampai dengan tekanan air 2 bar maka terjadi penuruanan tekanan 1,9 bar. Penurunan tekanan terjadi disebabkan karena lengkungan, kekasaran dan perubahan diamater pipa.
303
ISSN 1693-3346
Prosiding Pertemuan I1miah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir Serpong, 20 Nopember 2007
5. KESIMPULAN Dari hasil percobaan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : • Tekanan air 0,1 bar sampai dengan 2 bar maka terjadi penuruanan tekanan • Data yang diperoleh •
untuk tekanan air 0,1 bar didapat penurunan tekanan 0 bar.
Sedangkan untuk tekanan air 2 bar, maka terjadi penurunan didapat tekanan 1,9 bar.
DAFT AR PUST AKA 1.
Khurmi, 2001, A Textbook Of Fluid Mechanics, S.Chand
& Company
LTD,
New Delhi. 2.
Popov.E.P. 1990, Engineering Machinecs of Solids, Preutice Hall, Inc, Engelwood Chiffes, New Jercey.
3.
Nierman, G, 1978, Machinecs Element, Vol H, Sis 0 ed, Berlin.
4.
Ernest) Doebelin, 1990 Measurement System: Application And Design, 4th
Ed, McGraw-Hili Publishing Company, Singapore.
5.
Sularso, 1981, Pompa dan Kompressor, Erlangga, Jakarta.
6.
Karassik I.J., 1986, Pump Handbook, McGraw-Hill, New York.
304
