72-200-1-pb (1).pdf

Analisa pressure drop pada instalasi pipa alat uji rugi-rugi

1,2, Program Studi Teknik Sipil Universitas Pasir Pengaraian Page 45

ANALISA PRESSURE DROP PADA INSTALASI PIPA ALAT UJI RUGI-RUGI ALIRAN

MENGUNAKAN CFD FLUENT 6.0

Sepfitrah1, Yose Rizal

2

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui besarnya pengaruh geometri komponen pipa dan

kekasaran penampang pipa terhadap kinerja pompa dan pressure drop yang ditimbulkan, kemudian

melakukan simulasi aliran fluida untuk mengetahui rugi-rugi aliran dalam pipa dengan mengunakan program

Computational Fluid Dynamicspaket program FLUENT 6.0.

Metode dan objek yang digunakan dalam penelitian ini merupakan sebuah rangkaian pemipaan

dengan mengunakan berbagai macam jenis komponen pemipaan.Alat ini berupa Instalasi Alat Uji Rugi-Rugi

Aliran yang terdapat di Laboratorium Fenomena Dasar STTP Pekanbaru.

Dari hasil pengujian yang dilakukan secara aktual besarnya debit aliran yang dihasilkan pompa

tampa melakukan pembebanan, apabila terhubung dengan pipe line 1 maksimal 29 l/min dengan putaran

pompa 2812 rpm, dan bila terhubung dengan pipe line 2 debit aliran 35 l/min dengan putaran pompa 2849

rpm.

Kata kunci : Pressure drop, Instalasi pipa, Alat uji rugi-rugi aliran dan Program CFD Fluent 6.0.

Abstract

This study aims to determine the magnitude of the effect of component geometry pipeline and the

pipe roughness on the performance of the pump and the pressure drop caused, then perform simulations to

determine the fluid flow losses in pipe flow by using computational fluid dynamics program FLUENT 6.0

program package.

Methods and objects used in this study is a series of piping by using various types of piping

components. Installation tool is a Loss-Loss Test Equipment Flow Laboratory located in Pekanbaru STTP.

From the results of tests performed in an actual magnitude of the resulting gas flow without doing

the loading, when it is connected to the pipe line 1 maximum of 29 l / min at 2812 rpm rotation pump, and

when connected to the pipe line 2 flow rate 35 l / min with the rotary pump 2849 rpm.

Keywords: Pressure drop, pipe installation, test equipment losses flow and CFD program Fluent 6.0.

1. PENDAHULUAN

Pompa sentrifugal merupakan merupakan

jenis pompa yang paling banyak digunakan,

karena daerah operasinya yang luas dari tekanan

rendah sampai tekanan tinggi. Efisiensi dari

performa pompa akan tercapai maksimal apabila

desain atau perancangan sistem instalasi

pemipaannya dilakukan dengan cermat dan tepat.

Salah satu gangguan atau hambatan yang sering

terjadi dan tidak dapat diabaikan pada aliran yang

menggunakan pipa adalah kehilangan energi

akibat gesekan (mayor losses) dan minor losses

(adanya perubahan arah, perubahan penampang

serta gangguan-gangguan lain yang mengganggu

aliran normal).

Secara langsung distribusi dan aliran fluida

di dalam instalasi pipa tidak dapat diamati.Hal ini

menimbulkan kesulitan dalam menganalisanya.

Untuk itu perlu dilakukan sebuah simulasi yang

mendekati kondisi aktual aliran fluida di dalam

instalasi pemipaan tersebut.Simulasi yang umum

digunakan adalah menggunakan perangkat lunak

komputer CFD (Computational Fluid

Dynamics).

Alat uji rugi-rugi aliran yang terdapat pada

laboratorium fenomena dasar mesin jurusan

teknik mesin, STT Pekanbaru, digunakan sebagai

objek penelitian. Pada alat ini terpasang

komponen-komponen pemipaan yang biasa

diaplikasikan di industri maupun rumah tangga.

Diketahui adanya kehilangan energi disepanjang

line pipa alat uji rugi-rugi aliran ini,

mengakibatkan debit aliran yang berbeda dengan

spesifikasi pompanya.Spesifikasi pompa yang

digunakan dalam alat uji ini adalah 43 L/min

(kapasitas maksimum) akan tetapi kapasitas

maksimum yang dapat dialirkan pompa setelah

JURNAL APTEK Vol. 5 No. 1Januari2013

dihubungkan dengan instalasi pipa adalah sebesar

29L/min.

Hukum kontinuitas mengatakan “Fluida

yang mengalir melalui suatu penampang akan

selalu memenuhi; laju massa fluida yang masuk

akan selalu sama dengan laju massa fluida

yang keluar”. Adanya perubahan debit yang

dihasilkan pompa tersebut, maka perlu dilakukan

analisa fenomena aliran fluida pada alat uji

tersebut.

Dalam hal ini, penulis melakukan suatu

penelitian kinerja pompasentrifugal terhadap

pressure dropmengunakan metode penelitian

pengujian aktual dan perbandingan dengan

melakukan simulasi aliran dalam pipa

menggunakan program Computational Fluid

Dynamics, dengan paket program FLUENT 6.0.

Penelitian ini bertujuan:

1. Mengetahui besarnya pengaruh geometri

komponen dan penampang pipa terhadap

kinerja pompa dan pressure drop yang

ditimbulkan.

2. Melakukan simulasi aliran fluida untuk

mengetahui rugi-rugi aliran dalam pipa

dengan mengunakan program Computational

Fluid Dynamics paket program FLUENT 6.0

3. Mengetahui karakteristik aliran, khususnya

visualisasi jejak aliran dan distribusi tekanan

statis di dekat dinding pipa.

4. Membandingkan akurasi simulasi CFD yang

dilakukan dengan kondisi aktual hasil

pengujian langsung pada objek penelitian.

Aliran Fluida Dalam Pipa

Pipa adalah saluran tertutup yang

biasanya berpenampang lingkaran yang

digunakan untuk mengalirkan fluida.Apabila zat

cair di dalam pipa tidak penuh, maka aliran

termasuk dalam aliran saluran terbuka.Menurut

Hukum Reynolds Aliran terdiri dari:

1. Aliran lancar (steady)yang disebut dengan

aliran laminar.

2. Aliran bergejolak (berfluktuasi) yang

disebut dengan aliran Tubulen.

Antara aliran laminar dengan turbulen

disebut aliran transisi. Yang mempengaruhi aliran

dalam pipa antara lain : kekasaran dinding pipa,

bilangan Reynolds (Re), fluktuasi kecepatan

masuk (Head kecepatan).

Bilangan Reynolds

Reynolds menyimpulkan bahwa jenis aliran

tergantung pada; kecepatan aliran fluida rata-rata,

diameter pipa, viskositas fluida dan densitas

fluida. Eksperimen Reynolds digabungkan

menjadi suatu bentuk tak berdimensi yang

dinamakan sebagai Bilangan Reynolds (Re):

dvRe ……………...….........(1)

Dimana :

v =Kecepatan rata aliran fluida

(m/s)

d = Diameter pipa (m)

= Viskositas kinematik (kg m2/s)

Persamaan Kontinuitas

Fluida yang mengalir melalui suatu

penampang akan selalu memenui hukum

kontinuitas yaitu laju massa fluida yang masuk

masuk akan selalu sama dengan laju massa fluida

yang keluar keluar. Persamaan kontinuitas

dituliskan sebagai berikut :

222111 VAVA = tetapan

Untuk fluida–fluida compresibel dan bila

21 untuk semua maksud, persamaan

menjadi:

………..….........…(2)

…….…………………...............……(3)

(Mekanika Fluida jilid I Bruce R Munson hal 141)

Dimana :

Q = Debit aliran (m3/s).

V =Kecepatan aliran(m/s).

A =Luas penampang (m2).

= , d = inside diameter pipa

(m)

Persamaan Bernoulli

Persamaan bernauli adalah:

……...........(4)

( Mekanika fluida, UIR Pers , Hal 66 )

Dimana:

P =Tekanan (N/m2).

= Massa jenis (Kg/m3).

g = Gaya grafitasi (m/s).

2211 vAvAQ



V = Kecepatan (m/s).

Z =Ketinggian permukaan (m).

H = Head losses sistim (m).

Pressure drop

Pressure drop adalah perbedaan tekanan

antara dua titik maupun ketinggian yang berbeda

dalam suatu cairan dapat dihitung dengan

mengunakan persamaan :

……….......................(7)

(Uir pers, mekanika fluida hal 15)

Dimana :

P2-P1= Perbedaan tekanan (Pa)

= Satuan berat cairan (N/m3)

= Perbedaan ketinggian (m)

Jika berada pada satu titik di permukaan bebas

cairan dan (h) positif kearah bawah, maka :

……………………….......................(8)

(UIR pers, mekanika fluida hal 15)

Sistim Pemipaan

Sistem pemipaan digolongkan atas; pipa,

fittings, katup dan misselenius (perlengkapan

khusus).Rugi-rugi aliran (head losses)dalam pipa

terdiri atas kerugian gesekan terhadap kekasaran

penampang pada dinding pipa, dan kerugian yang

diakibatkan pengunaan komponen pemipaan

seperti elbow, reduser, valve, dan lain-lain. Rugi-

rugi aliran ini dapat disebut dengan rugi-rugi

head.

Pemodelan Aliran

Model aliran pada pipa alat uji rugi-rugi

aliran terdiri dari pipa DN 25, DN 20 dan DN 15

yang mana pada instalasi pemipaan tersebut

dijumpai beberapa macam pengunaan komponen-

komponen pemipaan. Permodelan instalasi

rangkaian pipa alat uji rugi-rugi aliran seperti

terlihat pada gambar dibawah ini.Permodelan

menggunakan software CAD (Computer Aided

Design) Pro-Engineer.

Instalasi pipe line 1 Instalasi pipe line 2

Gambar 1.Instalasi pipe line alat uji rugi-rugi aliran.

Gambar 2. Model geometri instalasi pipeline 1

simulasi

Untuk mendapatkan hasil yang optimal maka,

proses simulasi dan percobaan pengukuran

dilakukan pada salah satu segmen yaitu pada

segmen line pipa 3 alat uji rugi-rugi aliran seperti

terlihat pada gambar dibawah ini :

8 JURNAL APTEK Vol. 5 No. 1Januari2013

Gambar 3.Line pipa3 alat uji rugi-rugi aliran

Gambar 4. Model geometri pada line pipa 3

simulasi

Penggunaan CFD Fluent (Simulasi Komputer)

Akurasi hasil simulasi dengan software

CFD tergantung pada source code

software,pemahaman fenomena fisik yang ada,

penentuan syarat batas yang sesuai dan

pemilihanmetode diskretisasi. Tiap-tiap solver

software CFD berisi gabungan dari beberapa

metode numerik yang berbeda-beda dengan

tingkat akurasi yang berbeda pula. Karena

itudiperlukan proses validasi software untuk

mengetahui tingkat akurasi software

dalammemprediksi aliran fluida.

Dalam penggunaan fluent untuk

mensimulasikan aliran dalam pipa, ada beberapa

tahapan yang harus dilakukan dalam untuk

mengetahui karakter aliran dalam pipa, mulai dari

permodelan kondisi aliran air, penetapan grid

berupa bentuk elemen hingga yang digunakan

pada model (meshing), pengujiaan mesh,

penerapan kondisi batas dengan penentuan

volume maupun permukaan model sebagai

saluran masuk dan keluar, tekanan akhir, dan

batas kesimetrisan model. Selanjutnya dilakukan

proses iterasi dengan menggunakan program

Fluent, hasil akhir dari simulasi yang dihasilkan

fluent adalah berupa grafik, plot, gambar dll.

Untuk melakukan proses simulasi tersebut

dilakukan dengan mengunakan dengan alur

seperti diagram alir dibawah ini

T

i

d

a

k

Gambar 3. Diagram alir simulasi aliran

Perangkat lunak CFD yang

digunakan dalam penelitian numerik adalah

program Fluent 6.0.

2. METODE PENELITIAN

a. Proses penelitian

Proses penelitian ini dilakukan dengan

mengunakan diagram alir dibawah ini :

CAD(Computer AidedDesign)

Model Format :iges

Gambit

Meshing

Kondisi Batas

Model

Proses

NumerikFluent

Penentuan Kondisi Batas

Pemeriksaan

Mesh

Mesh Baik ?

Data Sifat

fisik

Iterasi eror ?

Grafik, plot distribusi tekanan,

head losses,dll

t

i

d

a

k

Data Sifat

fisik

Ya

t

i

d

a

k



Gambar 5. Diagram Alir Penelitian

b. Objek Penelitian.

Dalam penelitian ini alat yang digunakan

merupakan sebuah rangkaian pemipaan dengan

mengunakan berbagai macam jenis komponen

pemipaan. Alat ini berupa Instalasi Alat Uji

Rugi-Rugi Aliranterlihat pada gambar dibawah

ini :

Gambar 6.Rangakaian Instalasi Alat Uji Rugi-rugi

Aliran.

Spesifikasi Komponen Alat Uji Rugi-rugi

Aliran

1. Pompa

Tabel 1. Spesifikasi Pompa Pada Alat

Uji Rugi-Rugi Aliran

Electric Well Pump Model PS-

121 BIT

Power Source

: 220V,50HZ,1

0utPut

:125Watt

Capacity

: Max 43 l/min

Total head

:Max 33m

Suction Lift

: Max 9 m

Rpm 2850

Suction & Discharge

Pipe

25 mm ( )

Strong & Thermally Protected Motor

SHIMIZU

2. Pipa

Pipa yang digunakan adalah pipa

galvanise dengan schedjule 40, dengan

mengunakan diameter nominal pipa 25, 20 dan

15. Untuk ukuran diameter dalam pipa seperti

pada table dibawah ini :

Tabel 2.Data Pipa yang digunakan dalam instalasi alat

uji Rugi-Rugi Aliran

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil simulasi

Setelah proses iterasi mencapai

konvergensi, maka tahap selanjutnya adalah tahap

untuk melihat dan menganalisa hasil simulasi

yang telah dilakukan.

Kecepatan Aliran Dalam Instalasi Pipe Line 1

Dari hasil simulasi diperoleh data kecepatan aliran

dalam pipa min 0,000189 m/s dan max 5,37 m/s.

Hasil simulasi yang diperoleh seperti terlihat pada

gambar berikut ini.

DN OD

(mm)

Thickness

(mm)

I D

(mm)

Schedjule

25 33,401 3,378 26,645 40

20 26,67 2,87 20,93 40

15 21,336 3,113 15,798 40

Finish

Pembahasan

Konvergen

Kesimpulan

Metode pengujian

Start

Studi Literatur

Tahap Persiapan Alat Dan Bahan

Percobaan terukur Simulasi CFD

Ide &gagasan

Tidak

Ya


Gambar 7. Kontur keceptan aliran instalasi pipe line 1

Gambar 8.Vector pada percabangan A

Jika dilihat dari gambar hasil simulasi diketahui

distribusi kecepatan aliran pada percabangan dan

pertemuan pipa sama besar pada masing-masing

pipa berkisar 0,268 m/s – 0,537 m/s. sementra

pada pipa aliran tunggal terlihat kecepatan aliran

mencapai 1,07 m/s sampai 1,34 m/s pada pipa DN

25 dan 2,47 sampai 2,68 m/s pada pipa DN 15.

Dari gambar profil kecepatan aliran, terjadi

perubahan kecepatan aliran, hal ini merupakan

faktor perubahan penampang yang menyebakan

terjadinya pressure drop.

a. Disrtribusi Pressure Instalasi Pipe Line 1

Bila penggunaan instalasi pemipaan

membutuhkan banyak pengunaan komponen

pemipaan, maka kehilangan energi disepanjang

sistim akan bertambah besar. Hal ini dapat terlihat

pada gambar dibawah ini.

A



Gambar 9.Couturs of static Pressure pipe line 1

Dari gambar terlihat bahwa

distribusi tekanan fluida merata pada

seluruh pipa. Dari hasil iterasi pada pada

instalasi pipe line 1dengan kondisi batas

pressure inlet diperoleh tekanan min -

16555.12 Pa dan tekanan maksimal

177732.8 Pascal. Dari gambar ini besarnnya

penurunan tekanan yang terjadi akibat

penggunaan komponen pipa sangat kecil

akan tetapi merata pada seluruh komponen

pipa, untuk itu seperti yang diutarakan

sebelumnya maka proses simulasi aliran

dalam penulisan skripsi ini difokuskan pada

pipe line 3.

b. Kecepatan Aliran Pada Line Pipa 3 Alat

Uji Rugi-Rugi Aliran

Pada dasarnya aliran fluida selalu mengikuti

bentuk dari tempat dan wadahnya mengalir. Dari

gambar diketahui bahwa kecepatan aliran yang

melalui suatu bidang berubah-ubah melewati

setiap bentuk perubahan penampang yang tegak

lurus terhadap aliran, seperti terlihat pada gambar

berikut ini.

Gambar 10. Kontur kecepatan aliran line pipa 3

Dari gambar diketahui bahwa kecepatan

aliran yang terjadi dalam pipa adalah 0,0017 m/s

– 7,22 m/s. besarnya kecepatan aliran dalam pipa

tidak selamanya tetap pada diameter pipa yang

sama, kecepatan aliran yang terjadi dipengaruhi

atas kontur dan kekasaran permukaan pipa seperti

terlihat gambar elbow 90, kecepatan aliran

bervariasi dari 0,43 m/s- 1,93 m/s, variasi

tersebut mengambarakan bahwa distribusi tekanan

yang terjadi didalam pipa tidak sama. Pada

bagian-bagian tertentu kecepatan aliran akan

menjadi lebih rendah dan pada bagian yang


lainnya kecepatan aliran akan lebih besar dari

kecepatan rata-rata. Dari gambar tersebut terlihat

bahwa besarnya kehilangan energi pada

pipadipengaruhi oleh kecepatan aliran, semakin

besar kecepatan aliran yang melalui pipa maka

semakin besar kehilangan energi yang

ditimbulkan.

Gambar 11.kontur kecepatan aliran dalam elbow 90

o DN 25

Besarnya perubahan – perubahan

kecepatan aliran menunjukan arah gerakan

fluida yang membentuk garis-garis arus

(vektor) aliran.Arah dari vector yang terjadi

menunjukan pola aliran. Dari gambar

vectorkecepatan aliran yang melalui elbow

terlihat bahwa besar dan ukuran vector aliran

fluida tidak sama besar. Hal ini yang

menyebabkan terjadinya aliran turbulensi

yang lebih besar.

Gambar 12.Vector kecepatan pada elbow 90

0 DN 25

Arah aliran vector yang saling

bertabrakan seperti yang ditujukan pada gambar

memakin besar sementara pada bagian dinding

pipa terlihat ukuran dari besarnya vector lebih

kecil bila dibandingkan dengan vector aliran pada

sisi tengah pipa hal ini memungkinkan terjadinya

aliran diam yang dipengaruhi akibat kekasaran

permukaan pipa. Dari hal tersebut diketahui

bahwa kecepatan aliran yang melalui geometri

pipa dan komponenya tidak sama sama besar,

demikian juga tekanan yang terjadi, bervariasi

disetiap titik-titik tertentu.

c. Distribusi Pressure Pada Line Pipa 3

Analisa dilakukan dengan tujuan untuk

mengetahui besarnya pressure drop didalam pipa

yang mempengaruhi terhadap efektifitas dari

kinerja pompa. Proses simulasi dilakukan dengan

tujuan untuk mengetahui fenomena aliran dan

tekanan yang terjadi dalam pipa. Kontur

distribusi pressure inletyang terjadi pada line pipa

3 dengan kapasitas aliran pompa 29 l/min seperti

terlihat pada gambar berikut ini :



Gambar 13. Kontur distibusi tekanan line pipa3

Dari gambar hasil simulasi diketahui

bahwa tekanan yang terjadi dalam linepipa 3

adalah minimal -4585.898 Pascal dan maksimal

187320.4 Pascal. Dari gambar kontur distibusi

pressure inlet terlihat bahwa tekanan pada pipa

pada sisi awal pipa tekan merata sama besar.

Besarnya tekanan yang terjadi pada sisi awal pipa

tekan merupakan pengaruh dari susunan geometri

pipa yang memiliki jarak yang relatif sangat dekat

dan pengaruh besarnya

nilai hambatan yang terjadi.

Pengaruh penggunaan panjang

pipa terhadap pressure drop yang merupakan

faktor dari kekasaran permukaan pipa ditunjukan

pada gambar 22, dengan faktor kekasaran

permukaanpipa galvanise 0,15 mm, penurunan

tekanan yang terjadi seperti terlihat pada gambar

pipa DN 15 dengan panjang pipa 1,4 meter.

Gambar 14.Countur of static presure pipe DN 15.

Pada daerah distribusi tekanan

yang terjadi juga menunjukkkan kondisi

yang tidak merata. Tekanan yang terjadi

pada daerah ini dipengaruhi oleh kekasaran

penampang pipa yang terjadi pada aliran

fluida sehingga menyebabkan perubahan

tekanan.Disisi lain aliran yang tejadi dapat

diasumsikan sebagaimana aliran yang

terjadi pada aliran yang melalui penampang

yang mengecil sacara tiba-tiba hal ini

disebabkan akibat adanya penggunaan Ball

valvepada line tersebut..Akibatnya aliran

yang semula melewati luasan normal,

setelah melewati daerah ini seolah-olah

mendapat luasan yang lebih kecil.

Konsekuensinya adalah aliran fluida

mengalami kontraksi dan kecepatan aliran

179644.19Pa

162372.61Pa

162372.61Pa


meningkat,seiring dengan itu tekanan

menjadi turun.

Pressure drop terjadi dipengaruhi

terhadap kontur permukaan pipa arah aliran

dan perubahan penampang pipa. Besarnya

pengaruh perubahan penampang terhadap

pressure drop seperti terlihat pada gambar

berikut ini.

Gambar 15.Kontur tekanan statik pada globe Valve.

Gambar 14 menunjukkan bagaimana

pengaruh perubahan penampang terhadap

kerugian tekanan yang terjadi pada aliran.Losses

yang terjadi paling besar adalah pada daerah

dinding dalam globe valve yang kecil pada sisi

tengah katup yang mengakibatkan tekanan keluar

katup ini menjadi kecil. Hal ini terjadi karena

perubahan arah aliran yang mendadak dari

diameter pipa sebelumya, akibatnya pada sisi

masuk globe valve terjadi tekanan yang besar dan

pada sisi keluar tekanan lebih rendah, karena head

tekanan telah berubah menjadi head kecepatan

aliran.

Dari gambar diperoleh bahwa pressure

yang terjadi pada globevalve adalah min

51066.938 Pascal dan maks 106719.77 Pascal,

atau besarnya pressure drop yang terjadi sebesar

55652.832 Pascal. Profil kecepatan aliran dan

tekanan hasil simulasi memberikan informasi

tentang pemahaman bahwa aliran dalam pipa

dipengaruhi atas kontur permukaan penampang

pipa akibat kekasaran permukaan dan pengunaan

komponen pipa.

Simulasi ini dilakukan dengan debit aliran

sebesar 29 ltr/min yang dilakukan pada line pipa 3

diperoleh data sebagai berikut.

Tabel 3.Pressure drop hasil simulasi pada line pipa3

Nama

komponen

Pressure Inlet (Pascal) Pressure Outlet (Pascal) Pressure drop

(Pascal ) Max Min Max Min

Globe valve 106719.77 104800.71 51066.938 49147.875 55652.832

Check valve 135505.73 133586.66 120153.22 118234.16 15352.51

Tee 1- 1/2 ats 145101.05 143181.98 139343.86 137424.8 5757.19

Flow meter 47228.813 45309.75 18442.863 16523.799 28785.95

Tee ½-1 bwh 147020.11 145101.05 145101.05 143181.98 1919.06

Ball valve ½ 162372.61 160453.55 147020.11 145101.05 15352.5

Pipa DN 15 179644.19 177725.13 162372.61 160453.55 17271.58

51066.938Pa

106719.77Pa



3. PEMBAHASAN

Dari data pengujian pompa terlihat

bahwa, pada saat beban yang diberikan 0 kg,

terlihat bahwa perbedaan debit aliran yang

dihasilkan pompa pada linepipa 1 dan line

pipa 2 sebesar 6 l/min. Hal ini dapat

memberikan gambaran bahwa pengaruh

panjang pipa dan pengunaan banyaknya

komponen pipa dalam instalasi pipa akan

mempengaruhi terhadap kinerja pompa.

Dari hasil pengujian aliran dengan

simulasi didapat pula pengaruh penggunaan

komponenpipa dan perubahan penampang

menimbulkan terjadinya pressure drop yang

terjadi. Besarnya pressure drop yang terjadi

disepanjang instalasi pipa disebabkan

banyaknya penggunaan komponen pipa

dengan susunan antara komponen yang

terlalu dekat yang mengakibatkan aliran

dalam pipa turbulensi.

Berdasarkan hasil pengujian pressure

drop yang dilakukan dengan menggunakan

manometer pada line pipa 3, pressure drop

akibat pengunaan globe vave lebih besar

dibandingkan pengunaan komponen lainya.

Hasil pengujian menunjukkan head

losses pada globe valve ½” =393 mm = 0,393

m pada skala manometer air raksa, atau

besarnya penurunan tekanan yang dihasilkan

akibat pengunaan katup ini dapat dihitung

dengan mengunakan persamaan :

Dimana :

Pa-Pb= Penurunan tekanan (Pa)

= Perbedaan ketinggian kolom 0,0393 m

= Berat jenis fluida pengukur kN/m3

Dimana massa jenis air raksa adalah (

mercury) 13600 kg/m3 (mekanika fluida Bruce R

Munson).

Dimana =

P= 52432,488 Pa

Untuk analisa perbandingan hasil

pengujian, maka data diakumulasikan dalam

bentuk tabel dibawah ini.

Tabel 4. Analisa hasil pengujian Pressure Drop

No Nama

komponen

Pressure Drop ( Pascal )

Aktual Simulasi

1 Globe

Valve

52432,488 55652.832

2 Swing

Check

Valve

8672,04 15352.51

3 Standart

Tee 1”- ½”

3335,4 5757,19

4 Pipa DN 15 8004.96 17271

Dari tabel di atas terlihat bahwa hasil

pengujian dengan simulasi fluent lebih tidak

berbeda jauh.Selisih antara hasil pengujian

aktual dengan simulasi kemungkinan

terjadinya kesalahan pada saat melakukan

pengujian aktual atau ketidaksimetrian antara

gambar geometri dengan model geometri

yang disimulasikan.

4. KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan analisa yang

telah dilakukan, dapat diambil beberapa

kesimpulan, diantaranya:

a. Head losses merupakan bagian yang

tidak dapat terpisahkan dari adanya

pengunaan pompa dan pipa. Dari hasil

penelitian yang dilakukan besarnya head

losses yang terjadi apabila terhubung

dengan pipe line 1 pada segmen line pipa

3 dengan debit aliran 29 l/min adalah

12.181 meter, pressure drop yang

ditimbulkan adalah 118981,41 Pascal.

Sementara pada line pipa 2 dengan debit

aliran yang sama head losses yang

terjadi adalah 2,854 meter, pressure drop

yang ditimbulkan adalah 27878,05

pascal. Dari hasil tersebut menunjukan

bahwa pressure drop yang terjadi pada

suatu sistim instalasi pemipaan

dilatarbelakangi akan banyaknya

pengunaan komponen pipa dan panjang

dan jenis pipa yang digunakan.


b. Dari hasil pengujian yang dilakukan

secara aktual besarnya debit aliran yang

dihasilkan pompa tampa melakukan

pembebanan, apabila terhubung dengan

pipe line 1 maksimal 29 l/min dengan

putaran pompa 2812 rpm, dan bila

terhubung dengan pipe line 2 debit aliran

35 l/min dengan putaran pompa 2849

rpm.

c. Dari hasil pengujian secara simulasi

penurunan tekanan yang terjadi

disepanjang instalasi pompa terlihat

dipengaruhi atas jarak, waktu, kecepatan

aliran dan tingkat turbulensi serta

viskositas kinematik fluida.

d. Dari analisa yang dilakukan perhitungan

dengan menggunakan simulasi lebih

mendekati dengan hasil pengujian yang

dillakukan dengan aktual seperti terlihat

pada hasil pengujian globe valve secara

aktual pressure drop yang terjadi sebesar

52432,488 Pa, dan secara simulasi

diperoleh 55652.832Pa.

e. Dari hasil penelitian diketahui bahwa

besarnya perbedaan debit aliran yang

dihasilkan pompa dengan debit yang

tertera pada spesifikasi pompa yaitu

sebesar 14 l/min, disebabkan besarnya

hambatan yang terjadi di sepanjang

instalasi pipa yang mengakibatkan

putaran pompa semakin melemah.

4.2. Saran

Dari hasil penelitian yang dilakukan penulis

mengambil beberapa saran, antara lain:

1. Pada saaat pengujian aktual

(pengambilan data) untuk mendapatkan

kesempurnaan dan hasil yang akurat

sangat diharapkan ketelitian dalam

pembacaan alat ukur dan teknik

penentuan jalur pengujian yang tepat

dalam hal ini pembagiaan arah aliran

yang tepat.

2. Proses simulasi yang penulis paparkan

dalam penelitian ini adalah proses

secara statik bagi para peneliti yang

tertarik pada bidang kajian ini

disarankan untuk dapat menindaklanjuti

penelitian ini pada simulasi dinamik.

DAFTAR PUSTAKA

1. Bruce R Munson. Mekanika Fluida, Edisi

Ke Empat Jilid I, Erllanga.

2. Firman Tuakia, Dasar-dasar mengunakan

CFD Fluent,Bandung Imformatika,2008

3. Frank M. White, Fluids Mechanics, Fourth

Edition.

4. Geankoplis Christiej, trasfort proses and

unit operations Third Edition

5. Hick Edwards Teknologi pemakaian Pompa,

Erlanga 1996

6. James R Munson, Dasar-Dasar Penomena

Transport, Volume I Edisi Ke- 4, Erllanga,

2000.

7. Jurnal sistim perpipaan dan mesin-mesin

Fluida,

http://coki.staff.gunadarma.ac.id/Download

s/files/1221/Mekflu3.doc

8. Manual book program fluent & Gambit

9. Manual book Pro-engineer

10. Massa jenis dan Berat jenis Fluida

http://modulfisika.blogspot.com/2010/02/ke

las-vii-massa-jenis.html

11. Raswari, Teknologi Perencanaan Sistim

Perpipaan, UI PERS 2007

12. Sularso Haruo Tahara ,Pompa dan

Kompresor, PT. Pradnya pramita 2006.

13. Sri Widharto, Ahli Pemasangan

Pipa,Pradnya Pramita,2008

14. Sigit agung Prabowo Solid Work 2009 Andi

Yoyakarta.

15. UIR PERS,Mekanika Fluida

16. http://www.pumpfundamentals.com/applets.

htm#applets15

http://coki.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/1221/Mekflu3.doc

http://coki.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/1221/Mekflu3.doc

http://www.pumpfundamentals.com/applets.htm#applets15

http://www.pumpfundamentals.com/applets.htm#applets15

72-200-1-pb (1).pdf

Documents