FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS BAB II

FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS BAB II FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS 2.1 Tujuan Pengujian 1. Mengetahui pengaruh factor gesekan aliran dalam berbagai bagian pipa pada bilangan reynold tertentu. 2. Mengetahui pengaruh koefisien head dalam, glove valve, gate valve dan cock pada bilangan reynold tertentu. 3. Mengetahui koefisien aliran untuk orifice, nozzle dan pipa venturi. 2.2 Lingkup Experimen Kerugian head aliran pada : 1. Pipa lurus (beberapa bagian). 2. Katup gerbang, katup bola, dan kran. 2.3 Spesifikasi Alat

 MODEL

: FLEA-2000AL

 Pompa air Laju aliran x head

: 73 liter/menit x 15 m

 Motor Penggerak Daya

: 0,75 kW

LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2016/2017

FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS  Tangki penyimpanan air : 50 – 100 liter

Kapasitas  Pengaturan kerugian gesek Jaringan pipa, nominal (in)

: ½ B, ¾ B, 1 B, 1 1/4 B,

Perubahan penampang

: Pembesaran dan pengecilan langsung, pembesaran dan pengecilan secara berangsurangsur.

Peralatan pipa

: Katup pintu air (gerbang), katup bola, dan kran. : 900 – radius kecil dengan

Belokan

penghubung ulir (sekrup) dan radius besar yang disambung dengan las.  Peralatan Flow meter

: Orifice meter, nozzle, venturimeter, rota meter.

Manometer pipa U (air raksa)

: 550 mm (air raksa tidak disuplai)

Manometer pipa U terbalik (air)

: 550 mm

Penunjuk tekanan

: 32 point

Kebutuhan Pendukung 1. Listrik 3 fase 220/380 v, 50/60 Hz 2. Suplai air dingin pada tekanan utama (mains ) dan kering. Dimensi dan Berat  Panjang

: 3200 mm

 Lebar

: 700 mm

 Tinggi

: 1700 mm

 Volume

: 8 m3

 Berat

: 800 kg


FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS








FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS I. EKSPERIMEN UNTUK MENGUKUR KERUGIAN GESEK PADA PIPA (1)

TUJUAN Untuk mengetauhi kebiasaan atau prilaku fluida incompressible pada jaringan saluran (piping), khususnya kerugian gesekan fluida. Tekanan diferensial pada Δh

25-26,

Δh

23-24,

Δh

21-22,

Δh

19-20

yang berhubungan dengan

laju aliran (Q), pada berbagai atau diameter pipa (1/2B, 3/4B, 1B, 11/4B) diukur dan dihitung untuk mendapatkan factor gesekan (λ25-26,

λ23-24, λ21-22, λ19-20) yang

berhubungan dengan gesekan pada bilangan Reynold (2)

PERALATAN EKSPERIMEN Gambar terlampir (gambar 4-1)

(3)

PELAKSANAAN PERCOBAAN 1.

PERSIAPAN 1. Tutup semua katup ventilasi udara, katup pressure tapping selection dan katup pembuangan (kontrol aliran). 2. Buka semua katup pengatur aliran, katup bola, katup gerbang (gate valve), drank ram (cock) agar air dapat mengalir. 3. Tekan switch motor penggerak pada posisi ON agar pompa dapat bekerja mensirkulasi air. 4. Buka katup ventilasi udara (katup VA-1 dan VA-2) untuk mengeluarkan udara dari jaringan pipa.

2.

PENGUKURAN 1. Putar katup kontrol aliran (VF-1) untuk mengubah debit aliran yang diinginkan, debit aliran dapat dilihat pada Rotameter. 2. Buka katup water inverse U-TUBE manometer (L dan R). 3. Buka katup ventilasi manometer air. 4. Buka katup pada pressure tapping selection untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik (hanya dua katup yang terbuka); apabila ingin mengetahui perbedaan tekanan dititik yang lain, tutup katup dan buka pada katup yang diinginkan dan seterusnya. 5. Amati perbedaan tekanan yang terjadi pada manometer air. 6. Akhir dari pengujian, tutup semua katup dan matikan power switch (OFF).


FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS (4)

PENGUKURAN DAN PERHITUNGAN 1. HASIL PENGUKURAN 1. Tekanan diferensial

- Δh 25-26, Δh 23-24, Δh 21-22, Δh 19-20

2. Laju aliran aktual perjam

- Q (m3/jam)

2. PERHITUNGAN DAN PERSAMAAN a. Laju aliran perdetik – Q1 (m3/detik) Q1 

Q x10 3 3,6

dengan Q didapat dari Rotameter b.

Konversi satuan tekanan mmHg Δh (mmH2O)= 13.6 x Δh (mmHg)

c. Kecepatan air dalam pipa – V (m/s) V  Q1 /

 2 d 4

dengan d adalah diameter dalam pipa, yaitu: d 1/2B = 0,0161 m d 3/4B = 0,0216 m d 1B = 0,0276 m d 11/4B = 0,0357 m d 2B = 0,0529 m. d. Faktor gesekan untuk air dalam pipa – λ



2 g.h.d V 2 .l

dengan h adalah tekanan diferensial yaitu Δh

25-26,

Δh

23-24,

Δh

21-22,

(mH2O), dan l adalah panjang pipa = 2m e. Bilangan Reynold untuk aliran air dalam pipa Re d 

d .V 

dimana v adalah viskositas kinematik air pada temperature T 0C (m2/s)


Δh

19-20


HASIL AKHIR 1. CATATAN HASIL Catatan hasil harga pengukuran dan perhitungan dimasukan pada tabel 2. GRAFIK Dari hasil perhitungan kurva (mulus) hubungan antara kerugian gesek pada pipa dan bilangan Reynold λ

Red


FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS II. EKSPERIMEN UNTUK MENGUKUR KERUGIAN HEAD PADA PERALATAN PIPA (1) TUJUAN Untuk mengetahui kebiasaan atau perilaku fluida incompressible pada jaringan pipa, khususnya kerugian head fluida pada peralatan pipa. Tekanan diferensial, yang berhubungan dengan laju aliran pada peralatan pipa, yaitu glove valve, gate valve dan cock valve. diukur dan dihitung untuk mendapatkan koefisien kerugian head yang berhubungan dengan kerugian gesekan pada bilangan reynold. (2)

PERALATAN EKSPERIMEN Gambar terlampir (Gambar 4-1)

(3)

PELAKSANAAN PENGUJIAN 1. PERSIAPAN 1. Tutup semua katup ventilasi udara, katup pressure tapping selection dan katup pembuangan (kontrol aliran). 2. Buka semua katup pengatur aliran, katup bola, katup gerbang (gate valve), drank ram (cock) agar air dapat mengalir. 3. Tekan switch motor penggerak pada posisi ON agar pompa dapat bekerja mensirkulasi air. 4. Buka katup ventilasi udara (katup VA-1 dan VA-2) untuk mengeluarkan udara dari jaringan pipa. 2. PENGUKURAN 1. Putar katup kontrol aliran (VF-1) untuk mengubah debit aliran yang diinginkan, debit aliran dapat dilihat dari Rotameter. 2.

Buka katup (gate valve, glove valve, dan cock) dalam keadaan bukaan penuh.

3.

Buka katup water inverse U-TUBE manometer (L dan R).

4.

Buka katup ventilasi atas manometer air.

5. Buka katup pada pressure tapping selection untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik (hanya dua katup yang terbuka); apabila ingin mengetahui perbedaan tekanan dititik yang lain, tutup katup dan buka pada katup yang yang diinginkan dan seterusnya. 6.

Amati perbedaan tekanan yang terjadi pada manometer air.



PENGUKURAN DAN PERHITUNGAN 1. HASIL PENGUKURAN a. Tekanan diferensial yang berhubungan dengan kerugian head pada glove valve (Δh 9-10) , gate valve (Δh 7-8), dan cock (Δh 11-12) b. Laju aliran aktual per-jam Q (m3/s) 2. PERHITUNGAN DAN PERSAMAAN a. Laju aliran perdetik – Q1 (m3/detik) Q1 

Q x10 3 3,6

dengan Q didapat dari Rotameter b. Konversi satuan tekanan mmHg Δh (mmH2O)= 13.6 x Δh (mmHg) c. Kecepatan air dalam pipa – V (m/s) V  Q1 /

 2 d 4

dengan d adalah diameter dalam pipa, yaitu: d 1/2B = 0,0161 m d 3/4B = 0,0216 m d 1B = 0,0276 m d 11/4B = 0,0357 m d 2B = 0,0529 m d. Koefisien kerugian head pada glove valve, gate valve, dan cock valve – ζ9-10, ζ7-8, ζ11-12

 

h (V 1 1 ) 2 / 2 g 4

Dengan h adalah Δh 9-10, Δh 11-12, Δh 7-8 e. Bilangan Reynold untuk aliran air dalam pipa Re d 

d (1 1 4 ).V (1 1 4)



dimana v adalah viskositas kinematik air pada temperature T 0C (m2/s)



HASIL AKHIR 5. CATATAN HASIL Catatan hasil harga pengukuran dan perhitungan dimasukan pada tabel. 6. GRAFIK Dari hasil perhitungan kurva (mulus) hubungan antara kerugian gesek pada pipa dan bilangan Reynold. ζ

Red 11/4


FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS III. EKSPERIMEN UNTUK PENGUKURAN DENGAN ORIFICE, NOZZLE, DAN TABUNG VENTURI (1) TUJUAN Untuk mengetahui kebiasaan atau perilaku (behavior) fluida incompressible pada jaringan pipa khususnya pengukuran laju aliran dan teorinya. Tekanan differensial (ho, hn, hv) yang berhubungan dengan laju aliran pada Orifice, Nozzle, dan pipa Venturi, diukur dan digunakan untuk menghitung koefisien (Co, Cn, Cv) untuk menentukan hubungan laju aliran pada pipa dengan bilangan reynold. (2)

PERALATAN EKSPERIMEN Gambarnya terlampir (Gambar 4-1)

(3)

PELAKSANAAN PERCOBAAN 1. PERSIAPAN 1. Tutup semua katup ventilasi udara, katup pressure tapping selection dan katup pembuangan (kontrol aliran). 2. Buka semua katup pengatur aliran, katup bola, katup gerbang (gate valve), drank ram (cock) agar air dapat mengalir. 3. Tekan switch motor penggerak pada posisi ON agar pompa dapat bekerja mensirkulasi air. 4. Buka katup ventilasi udara (katup VA-1 dan VA-2) untuk mengeluarkan udara dari jaringan pipa. 2. PENGUKURAN 1. Putar katup kontrol aliran (VF-1) untuk mengubah debit aliran yang diinginkan, debit aliran dapat dilihat dari Rotameter. 2.

Buka katup water inverse U-TUBE manometer (L dan R).

3.

Buka katup ventilasi manometer air.

4. Buka katup pada pressure tapping selection untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik (hanya dua katup yang terbuka); apabila ingin mengetahui perbedaan tekanan dititik yang lain, tutup katup dan buka pada katup yang yang diinginkan dan seterusnya. 5.

Amati perbedaan tekanan yang terjadi pada manometer air.

6.

Akhir dari pengujian, tutup semua katup dan matikan power switch (OFF).



PENGUKURAN DAN PERHITUNGAN 1. HASIL PENGUKURAN a. Tekanan diferensial yang dihasilkan oleh Orifice

h’o (mHg)

b. Tekanan diferensial yang dihasilkan oleh Nozzle

h’n (mHg)

c. Tekanan diferensial yang dihasilkan oleh pipa Venturi h’v (mHg) d. Laju aliran aktual per-jam

Q (m3/jam)

e. Temperatur air

T (0C)

2. PERHITUNGAN DAN PERSAMAAN a. Laju aliran per-detik – Q1 (m3/detik) Q1 

Q x10 3 3,6

dengan Q didapat dari Rotameter b. Laju aliran teoritis pada Orifice – Qo (m3/detik) Qo 

 2 do 2 g.ho 4

Dengan do = diameter Orifice (0,0114m) g = 9,8 m/s2 ho = 13,6 x h’o ho = perbedaan tekanan antara tingkat yang atas dan bawah pada Orifice (mH2O) h’o = pembacaan dari perbedaan merkuri kolom pada pipa manometer U air raksa (mHg) c. Laju aliran teoritis pada Nozzle – Qn (m3/detik) Qn 

 2 dn 2g.hn 4

Dengan dn = diameter Orifice (0,012m) g = 9,8 m/s2 hn = 13,6 x h’o


FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS hn = perbedaan tekanan antara tingkat yang atas dan bawah pada Nozzle (mH2O) h’n = pembacaan dari perbedaan merkuri kolom pada pipa manometer U air raksa (mHg) d. Laju aliran teoritis pada pipa Venturi – Qv (m3/detik) Qv 

 2 dv 2 g.hv 4

Dengan dv = diameter Venturi (0,0114m) g = 9,8 m/s2 hv = 13.6 x h’o hv = perbedaan tekanan antara tingkat yang atas dan bawah pada pipa Venturi (mH2O) h’v = pembacaan dari perbedaan merkuri kolom pada pipa manometer U air raksa (mHg) e. Koefisien aliran pada Orifice, Nozzle, dan pipa Venturi – Co, Cn, Cv Q Q Q Co  1 Cn  1 Cv  1 Qo Qn Qv f. Bilangan Reynold untuk aliran air dalam pipa Re d 

d (1 1 4 ).V (1 1 4)



dimana v adalah viskositas kinematik air pada temperature T 0C (m2/s) g. Kecepatan air dalam pipa – V (m/s) V  Q1 /

 2 d 4

dengan d adalah diameter dalam pipa, yaitu: d 1/2B = 0,0161 m d 3/4B = 0,0216 m d 1B = 0,0276 m d 11/4B = 0,0357 m d 2B = 0,0529 m



HASIL AKHIR 1. CATATAN HASIL Catatan hasil harga pengukuran dan perhitungan dimasukan pada tabel. 2. GRAFIK Dari hasil perhitungan kurva (mulus) hubungan antara kerugian gesek pada pipa dan bilangan Reynold. ζ

Red 11/4


FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS BAB II

Recommend Documents