““JUDUL TUGAS AKHIR”JUDUL TUGAS AKHIR”

ANALISAANALISA KOEFISIEN GESEK KOEFISIEN GESEK PIPA PIPA ACRYLIC DIAMETERACRYLIC DIAMETER 0,5 INCHI, 0,5 INCHI,

1 INCHI, 1,5 INCHI 1 INCHI, 1,5 INCHI

http://www.gunadarma.ac.id/

ABSTRAKSIABSTRAKSI Alat uji kehilangan tekanan didalam sistem perpipaan dibuat dengan Alat uji kehilangan tekanan didalam sistem perpipaan dibuat dengan

menggunakan tiga buah pipa pengujian, diantaranya: pipa acrylic menggunakan tiga buah pipa pengujian, diantaranya: pipa acrylic berdiameter 12,7 mm (0,5 inci) dengan diameter dalam 9,5 mm (0,37 inci), berdiameter 12,7 mm (0,5 inci) dengan diameter dalam 9,5 mm (0,37 inci), pipa acrylic berdiameter 25,4 mm (1inci) dengan diameter dalam 18 mm pipa acrylic berdiameter 25,4 mm (1inci) dengan diameter dalam 18 mm (0,71 inci) dan pipa acrylic berdiameter 38,1 mm (1,5 inci) dengan diameter (0,71 inci) dan pipa acrylic berdiameter 38,1 mm (1,5 inci) dengan diameter dalam 32 mm (1,26 inci). Pipa acrylic merupakan pipa pengujian dalam 32 mm (1,26 inci). Pipa acrylic merupakan pipa pengujian transparan, yang dapat membantu untuk melihat aliran dari fluida transparan, yang dapat membantu untuk melihat aliran dari fluida tersebut. Analisa aliran fluida pada pipa acrylic diameter 12,7 mm (0,5 inci) tersebut. Analisa aliran fluida pada pipa acrylic diameter 12,7 mm (0,5 inci) dan 38,1 mm (1,5 inci) dengan permukaan licin, bertujuan untuk dan 38,1 mm (1,5 inci) dengan permukaan licin, bertujuan untuk membandingkan nilai bilangan Reynold (Re) dan koefisien gesek (membandingkan nilai bilangan Reynold (Re) dan koefisien gesek (λλ) pada ) pada pipa acrylic diameter 12,7 mm (0,5 inci) dengan nilai bilangan Reynold (Re) pipa acrylic diameter 12,7 mm (0,5 inci) dengan nilai bilangan Reynold (Re) dan koefisien gesek (dan koefisien gesek (λλ) pada pipa acrylic diameter 38,1 mm (1,5 inci). ) pada pipa acrylic diameter 38,1 mm (1,5 inci). Pengamatan dari grafik Re- Pengamatan dari grafik Re- λλ yang ditampilkan untuk menganalisa apabila yang ditampilkan untuk menganalisa apabila nilai Reynold (Re) jika semakin meningkat dan pengaruhnya terhadap nilai nilai Reynold (Re) jika semakin meningkat dan pengaruhnya terhadap nilai koefisien geseknya (koefisien geseknya (λλ). ). Hasil dari tampilan grafik Re- Hasil dari tampilan grafik Re- λλ akan disesuaikan akan disesuaikan dengan diagram Moody.dengan diagram Moody.

PENDAHULUANPENDAHULUAN1.1. Latar Belakang

Setiap hari kita selalu berhubungan dengan fluida tanpa kita sadari. Kita dapat melihat  instalasi perpipaan air  pada  rumah  yang  kita  tempati.  Fenomena  pada  fluida  yang  dapat  kita  lihat  dalam  kehidupan  sehari­hari. Benturan air antara pipa ketika keran air ditutup secara tiba­tiba. Pusaran air yang kita lihat ketika air didalam bak mandi dikeluarkan melalui  lubang pembuangannya. Radiator air atau uap panas  untuk memanaskan rumah dan radiator  pendingin  dalam  sebuah  mobil  yang  bergantung  pada  aliran  fluida  agar  dapat  memindahkan  panas dengan efektif. 

Pada perkembangan dunia industri yang semakin pesat beriringan dengan memasuki era globalisasi, sangat banyak sekali dilakukan penemuan­penemuan yang dikembangkan lewat penelitian yang dilakukan oleh para ahli dan engineering dengan  tujuan untuk mengetahui nilai bilangan Reynold number  (Re) suatu  fluida dan koefisien gesek ( ) dari berbagai jenis pipa.λ

Di  dunia  industri  banyak  sekali  menggunakan  pipa  dalam  pendistribusian  fluida  cair  dalam  melakukan proses  produksi.  Misalnya  saja  pada  Perusahaan  Air  Minum  (PAM)  dan  Perusahaan  Tambang  Minyak  Negara (PERTAMINA). 

Pipa  memiliki    berbagai  bentuk  penampang  dan  ukurannya.  Yang  sering  banyak  digunakan  oleh  umum adalah pipa yang berbentuk lingkaran. Dan material pipa yang digunakan bermacam­macam, diantaranya: acrylic, PVC, plastik, logam dan sebagainya. Material pipa yang digunakan sesuai dengan kebutuhan dan tujuannya. 

Di dunia industri sebagian besar fluidanya mengalir pada pipa tertutup masalah utama yang terjadi antara lain:1.Terjadinya gesekan sepanjang dinding pipa.2.Terbentuknya turbulensi akibat gerakan relatif dalam molekul fluida yang dipengaruhi oleh      viskositas fluida.3.Terjadi kerugian tekanan.

Penelitian kami ditujukan untuk mengetahui besarnya nilai Reynold number  (Re)  fluida cair dan koefisien gesek ( ) pada pipa λ acrylic dengan permukaan licin. Dan didalam penelitian, kami membandingkan nilai bilangan Reynold number (Re) dan koefisien gesek ( ) pada pipa λ acrylic diameter 9,5 mm (0,37 inchi) dengan pipa acrylicdiameter 18 mm (0,71 inchi) dan pipa acrylic diameter 32 mm (1,26 inchi). Penelitian ini akan disesuaikan dengan diagram Moody yang sudah ada.

  

1.3. Pembatasan Permasalahan         1.    Fluida yang digunakan fluida incrompressible, Newtonia        2.    Tidak terjadi kebocoran pada rangkaian, sehingga volume dalam rangkaian dianggap                konstan.        3.    Permukaan pipa dianggap sebagai permukaan yang licin.        4.    Nilai koefisien gesek (ג) hanya pada pipa pengujian, yaitu: pipa acrylic diameter 25,4 mm                (1 inchi) dan pipa acrylic diameter 38,1 mm (1,5 inchi).        5.    Membandingkan nilai bilangan Reynold number (Re) dan koefisien gesek (ג) pada pipa                acrylic diameter 25,4 mm (1 inchi) dengan pipa acrylic diameter 38,1 mm (1,5).

1.4. Tujuan Penelitian Permasalahan yang diambil adalah “Analisa Aliran Fluida Pada Pipa Acrylic Diameter 

12,7 mm(0,5 inchi), 25,4 mm (1 inchi) dan 38,1 mm (1,5 inchi) Dengan Permukaan Licin”. 

1.2. Permasalahan

         Permasalahan yang diambil adalah “Analisa Aliran Fluida Pada Pipa Acrylic Diameter 12,7          mm(0,5 inchi), 25,4 mm (1 inchi) dan 38,1 mm (1,5 inchi) Dengan Permukaan Licin”. 

1.5. Metode Penulisan           Untuk mendukung terselesaikannya penulisan tugas akhir atau skripsi ini, penulis         melakukan pengambilan langsung terhadap nilai atau angka­angka yang diperoleh dari         alat uji, yaitu seperangkat perpipaan yang telah selesai di kerjakan. Langkah tersebut          ditempuh guna mengetahui permasalahan yang akan di kaji atau dtelaah mengenai studi         kasus dalam penyusunan penulisan tugas akhir atau skripsi. Pada bedah kasus tentang         analisis fluida pada pipa acrylic kali ini penulis melakukan beberapa metode antra lain.

1.  PENDAHULUAN           Berisi tentang latar belakang permasalahan yang menjadi penyebab penulis melakukan                 penelitian, tujuan  penelitian, pembatasan masalah dan ringkasan tentang sistematika                      penulisanskripsi.

2.  DASAR TEORI          Berisi tentang hipotesis teori serta beberapa penjelasan mengenai istilah / variable­variabel  

               yang berkaitan dalam penelitian ini antara lain: viskositas, densitas, debit aliran, aliran             Newtonian, dan  aliran non­ Newtonian, aliran laminar, aliran transisi, aliran 

turbulen,bilangan              Reynolds, koefisien gesek.   

3.  SET UP ALAT DAN PENGUJIAN            Berisi tentang alat yang digunakan, skema rangkaian pengujian, prosedur pengujian             serta kelemahan dan keterbatasan pengujian, juga berisi mengenai unit pengujian,             persiapan pengujian, prosedur pengujian, metode pengambilan data dan pengolahan data.

4.  DATA DAN PEMBAHASAN     Berisi tentang analisa data­data dan interprestasi hasil pengolahan data.5.  KESIMPULAN     Berisi tentang kesimpulan data, alat, pengujian dan penelitian serta saran yang mungkin 

            dapat digunakan untuk penelitian selanjutnya    

TEORI DASARTEORI DASAR fluida memperlihatkan fenomena sebagai zat yang terus menerus berubah bentuk apabila mengalami tegangan fluida memperlihatkan fenomena sebagai zat yang terus menerus berubah bentuk apabila mengalami tegangan

geser, dengan kata lain yang dikategorikan sebagai fluida adalah suatu zat yang tidak mampu menahan tekanan geser, dengan kata lain yang dikategorikan sebagai fluida adalah suatu zat yang tidak mampu menahan tekanan

geser tanpa berubah bentukgeser tanpa berubah bentuk.. Fluida secara umum bila dibedakan dari sudut kemampatannya (Fluida secara umum bila dibedakan dari sudut kemampatannya (compresibilitycompresibility), maka bentuk fluida terbagi dua ), maka bentuk fluida terbagi dua

jenis, yaitu; jenis, yaitu; compressible fluidcompressible fluid dan dan incompressible fluid.incompressible fluid. compressible fluidcompressible fluid adalah fluida yang tingkat kerapatannya dapat berubah-ubah ( adalah fluida yang tingkat kerapatannya dapat berubah-ubah (ρρ ≠≠ konstan) konstan), contohnya; zat , contohnya; zat

berbentuk gas. berbentuk gas. incompressible fluidincompressible fluid adalah fluida yang tingkat kerapatannya tidak berubah atau perubahannya kecil sekali dan adalah fluida yang tingkat kerapatannya tidak berubah atau perubahannya kecil sekali dan

dianggap tidak ada (dianggap tidak ada (ρρ = konstan) = konstan), contohnya; zat berbentuk cair., contohnya; zat berbentuk cair.

2.1. Definisi Fluida2.1. Definisi Fluida

2.2. Sifat-Sifa 2.2. Sifat-Sifa FluidaFluida Semua fluida sejati mempunyai atau menunjukkan sifat-sifat atau karakteristik-karakteristik yang Semua fluida sejati mempunyai atau menunjukkan sifat-sifat atau karakteristik-karakteristik yang penting. penting.

Diantaranya adalah kerapatan (density), laju aliran massa, viskositas.Diantaranya adalah kerapatan (density), laju aliran massa, viskositas.

Kerapatan (Kerapatan (densitydensity) adalah ) adalah merupakan jumlah atau kuantitas dari suatu zatmerupakan jumlah atau kuantitas dari suatu zat. Nilai kerapatan . Nilai kerapatan ((densitydensity) dapat ) dapat

dipengaruhi oleh temperaturdipengaruhi oleh temperatur.. Semakin tinggi temperatur maka kerapatan suatu fluida semakin berkurang karena disebabkan gaya Semakin tinggi temperatur maka kerapatan suatu fluida semakin berkurang karena disebabkan gaya

kohesi dari kohesi dari

molekul-molekul fluida semakin berkurang.molekul-molekul fluida semakin berkurang. Kerapatan (Kerapatan (densitydensity) dapat dinyatakan dalam tiga bentuk:) dapat dinyatakan dalam tiga bentuk:

1. 1. Mass densityMass density (ρ) (ρ)..

2. 2. Berat spesifik / berat jenis (Berat spesifik / berat jenis (specific weightspecific weight) dengan simbol .) dengan simbol .

3. 3. Spesifik Spesifik gravitygravity (s.g). (s.g).

2.2.1. Kerapatan 2.2.1. Kerapatan ((densitydensity))

γ

1. 1. Mass densityMass density (ρ) satuan dalam SI adalah kg/m3. (ρ) satuan dalam SI adalah kg/m3.

Mass densityMass density adalah ukuran untuk konsentrasi zat tersebut. Sifat ini ditentukan dengan cara adalah ukuran untuk konsentrasi zat tersebut. Sifat ini ditentukan dengan cara menghitung menghitung ratioratio massa zat yang terkandung dalam suatu bagian tertentu terhadap volume massa zat yang terkandung dalam suatu bagian tertentu terhadap volume bagian tersebut. Hubungannya dapat dinyatakan sebagai berikut:bagian tersebut. Hubungannya dapat dinyatakan sebagai berikut:

Dengan : ρ = adalah massa Dengan : ρ = adalah massa densitydensity (kg/m (kg/m33).).

m = adalah massa fluida (kg).m = adalah massa fluida (kg).

= adalah volume fluida (m= adalah volume fluida (m33).).

ρ=m∀

∀

2. Berat spesifik / berat jenis2. Berat spesifik / berat jenis (specific weight) (specific weight) dengan simboldengan simbol ( )( )

Berat spesifik adalah massa jenis dari suatu zat yang dipengaruhi gaya tarik bumi atau gravitasi.Berat spesifik adalah massa jenis dari suatu zat yang dipengaruhi gaya tarik bumi atau gravitasi., , satuan dalam SI adalah N/msatuan dalam SI adalah N/m33. . Jadi Jadi hubungannya dapat dinyatakan sebagai berikut: hubungannya dapat dinyatakan sebagai berikut:

= = ρρ.g .g

γ

γ

Dengan : Dengan : ρ = adalah massa ρ = adalah massa densitydensity (kg/m3). (kg/m3).

g = adalah percepatan gravitasi (9,81 m/sg = adalah percepatan gravitasi (9,81 m/s22).).

3. Spesifik 3. Spesifik gravitygravity (s.g) (s.g) Spesifik Spesifik gravitygravity adalah perbandingan antara kerapatan suatu zat dengan kerapatan air. Spesifik adalah perbandingan antara kerapatan suatu zat dengan kerapatan air. Spesifik

gravitygravity tidak mempunyai satuan. tidak mempunyai satuan.

Dengan : s.g = adalah spesifik Dengan : s.g = adalah spesifik grafitygrafity. .

ρ = adalah kerapatan suatu zat (kg/mρ = adalah kerapatan suatu zat (kg/m33). ).

ρ ρ ww = adalah kerapatan air (kg/m = adalah kerapatan air (kg/m33).).

 

s . g=ρρw

 

2.2.2. 2.2.2. Laju Aliran MassaLaju Aliran Massa Laju aliran massa fluida yang mengalir dapat diketahui dengan persamaan dibawah ini:Laju aliran massa fluida yang mengalir dapat diketahui dengan persamaan dibawah ini:

AtauAtau

m¿

= ρ× V × A

m¿

=V ×A

V¿

Dengan: = adalah laju aliran massa (kg/s). Dengan: = adalah laju aliran massa (kg/s).

V = adalah kecepatan aliran fluida (m/s).V = adalah kecepatan aliran fluida (m/s).

= adalah volume jenis (m= adalah volume jenis (m33/kg). /kg).

m¿

V¿

2.2.3. Viskositas2.2.3. Viskositas Viskositas adalah ukuran ketahanan sebuah fluida terhadap deformasi atau perubahan perubahan Viskositas adalah ukuran ketahanan sebuah fluida terhadap deformasi atau perubahan perubahan

bentuk. bentuk. Viskositas zat cair cenderung menurun dengan seiring bertambahnya kenaikan temperatur, hal ini Viskositas zat cair cenderung menurun dengan seiring bertambahnya kenaikan temperatur, hal ini

disebabkan gaya-gaya kohesi pada zat cair bila dipanaskan akan mengalami penurunan dengan disebabkan gaya-gaya kohesi pada zat cair bila dipanaskan akan mengalami penurunan dengan semakin bertambahnya temperatur pada zat cair yang menyebabkan berturunnya viskositas dari semakin bertambahnya temperatur pada zat cair yang menyebabkan berturunnya viskositas dari zat cair tersebut.zat cair tersebut.

Viskositas dibagi menjadi dua macam yaitu: viskositas dinamik atau viskositas mutlak atau Viskositas dibagi menjadi dua macam yaitu: viskositas dinamik atau viskositas mutlak atau absolute viscosityabsolute viscosity dan viskositas kinematik. dan viskositas kinematik.

1. Viskositas dinamik atau viskositas mutlak atau 1. Viskositas dinamik atau viskositas mutlak atau absolute absolute viscosityviscosity Viskositas dinamik adalah sifat fluida yang menghubungkan tegangan geser dengan gerakan Viskositas dinamik adalah sifat fluida yang menghubungkan tegangan geser dengan gerakan

fluida.fluida. Viskositas dinamik tampaknya sama dengan Viskositas dinamik tampaknya sama dengan ratioratio tegangan geser terhadap gradien kecepatan tegangan geser terhadap gradien kecepatan

     

μ=τ

dudy

Satuan dalam SI μ = N/mSatuan dalam SI μ = N/m22 = N.s = kg = N.s = kg

(m/s)/m m(m/s)/m m2 2 m.s m.s

Dengan : μ = adalah viskositas dinamik (kg/m.s).Dengan : μ = adalah viskositas dinamik (kg/m.s).

= adalah tegangan geser (N/m= adalah tegangan geser (N/m22).).

du/dy = adalah gradien kecepatan ((m/s)/m). du/dy = adalah gradien kecepatan ((m/s)/m).

τ

2. Viskositas kinematik2. Viskositas kinematik

Viskositas kinematik adalah perbandingan antara viskositas dinamik dengan kerapatan fluida.Viskositas kinematik adalah perbandingan antara viskositas dinamik dengan kerapatan fluida.

 v =   μρ

Satuan dalam SI Satuan dalam SI vv = =

kgm . s

kg

m3

=m2

s

Dengan : Dengan : vv = adalah viskositas kinematik (m = adalah viskositas kinematik (m22/s)./s).

μ = adalah viskositas dinamik (kg/m.s).μ = adalah viskositas dinamik (kg/m.s).

ρ = adalah kerapatan fluida (kg/mρ = adalah kerapatan fluida (kg/m33).).

Debit aliran adalah volume fluida yang dikeluarkan tiap detiknya. Debit aliran adalah volume fluida yang dikeluarkan tiap detiknya. Q = Q =

Dari persamaan kontinuitas didapat Dari persamaan kontinuitas didapat

Q = V.A = Q = V.A =

Maka Maka

V = V =

2.2.2. 2.2.2. Laju Aliran MassaLaju Aliran Massa

∀

t

QA

QA

14

Dπ 2

Q14

Dπ 2

Dengan :                                                        A = 

Dengan memasukkan nilai A maka didapat                                                                        V = 

Dengan : Q = adalah debit aliran (m3/s).                V = adalah kecepatan aliran (m/s).                A = adalah luas penampang (m2).                   = adalah volume fluida (m3).                D = adalah diameter pipa (m).

∀

2.4.1. Klasifikasi Aliran2.4.1. Klasifikasi Aliran

2.4. Aliran Fluida2.4. Aliran Fluida

SSecara garis besar dapat dibedakan atau dikelompokan jenis aliran adalah sebagai berikut :ecara garis besar dapat dibedakan atau dikelompokan jenis aliran adalah sebagai berikut :                        1. 1. Aliran tunak (Aliran tunak (steadysteady))                                Suatu aliran dimana kecepatannya tidak terpengaruh oleh perubahan waktu sehingga kecepatan konstan Suatu aliran dimana kecepatannya tidak terpengaruh oleh perubahan waktu sehingga kecepatan konstan                                     pada setiap titik (tidak mepunyai percepatan).pada setiap titik (tidak mepunyai percepatan).                        2. 2. Aliran seragam (Aliran seragam (uniformuniform))                                Suatu aliran yang tidak terjadi perubahan baik besar maupun arah, dengan kata  dengan kata lain tidak Suatu aliran yang tidak terjadi perubahan baik besar maupun arah, dengan kata  dengan kata lain tidak               

                                    terjadi perubahan kecepatan dan penampang lintasan.terjadi perubahan kecepatan dan penampang lintasan.                        3. 3. Aliran tidak tunak (Aliran tidak tunak (unsteadyunsteady))                                Suatu aliran dimana terjadi perubahan kecepatan terhadap waktu.Suatu aliran dimana terjadi perubahan kecepatan terhadap waktu.                        4. 4. Aliran tidak seragam (Aliran tidak seragam (non uniformnon uniform))                                Suatu aliran yang dalam kondisi berubah baik kecepatan maupun penampang berubah.Suatu aliran yang dalam kondisi berubah baik kecepatan maupun penampang berubah. 2.4.2. 2.4.2. Tipe-tipe AliranTipe-tipe Aliran

a.  a.  Aliran LaminerAliran Laminer Aliran  laminer didefinisikan sebagai aliran dengan  fluida yang bergerak dalam  lapisan­lapisan atau  lamina­Aliran  laminer didefinisikan sebagai aliran dengan  fluida yang bergerak dalam  lapisan­lapisan atau  lamina­

lamina dengan satu lapisan meluncur secara lancar.lamina dengan satu lapisan meluncur secara lancar.   AAliran laminer memenuhi pasti hukum viskositas Newton yaitu :liran laminer memenuhi pasti hukum viskositas Newton yaitu :                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                

Aliran laminer ini mempunyai nilai bilangan Reynoldsnya kurang dari 2300.Aliran laminer ini mempunyai nilai bilangan Reynoldsnya kurang dari 2300.

τ=μdudy

b.  b.  Aliran Aliran TransisiTransisi Aliran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminer ke aliran turbulen.Aliran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminer ke aliran turbulen.   Keadaan peralihan ini tergantung pada viskositas fluida, kecepatan dan lain­lain yang menyangkut geometri Keadaan peralihan ini tergantung pada viskositas fluida, kecepatan dan lain­lain yang menyangkut geometri 

aliran dimana nilai bilangan Reynoldsnya antara 2300 sampai dengan 4000.                                  aliran dimana nilai bilangan Reynoldsnya antara 2300 sampai dengan 4000.                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

c.  Aliran Turbulenc.  Aliran Turbulen Aliran  turbulen didefinisikan sebagai aliran yang dimana pergerakan dari partikel­partikel  fluida sangat  tidak Aliran  turbulen didefinisikan sebagai aliran yang dimana pergerakan dari partikel­partikel  fluida sangat  tidak 

menentu  karena  mengalami  percampuran  serta  putaran  partikel  antar  lapisan,  yang  mengakibatkan  saling menentu  karena  mengalami  percampuran  serta  putaran  partikel  antar  lapisan,  yang  mengakibatkan  saling tukar momentum dari satu bagian fluida ke bagian fluida yang lain dalam skala yang besar tukar momentum dari satu bagian fluida ke bagian fluida yang lain dalam skala yang besar 

DDi mana nilai bilangan i mana nilai bilangan ReynoldsReynoldsnya lebih besar dari 4000.nya lebih besar dari 4000.

2.5. Persamaan Kontinuitas2.5. Persamaan Kontinuitas

A1V1

. .A2V2

LLaju alir melalui A1 dan A2 harus sama. Dengan demikian:aju alir melalui A1 dan A2 harus sama. Dengan demikian:ρρ11  .A.A11  .V.V11   = ρ = ρ22 . ..A.A22  .V.V22

                        disebut persamaan kontinuitas. Jika  1 =  2, maka persamaan kontinuitas menjadi:ρ ρdisebut persamaan kontinuitas. Jika  1 =  2, maka persamaan kontinuitas menjadi:ρ ρ

AA11  .V.V11 = A = A22  .V.V22    

2.6. Persamaan 2.6. Persamaan BernoulliBernoulli   Persamaan Persamaan  BernoulliBernoulli  ideal  adalah  alirannya  konstan  sepanjang  lintasan  dan  mengabaikan  segala  kerugian  ideal  adalah  alirannya  konstan  sepanjang  lintasan  dan  mengabaikan  segala  kerugian 

yang terjadi dalam lintasan fluida. yang terjadi dalam lintasan fluida.         gz+gz+              + +           = konstan= konstan  

V 2

2pρ

A1V1

P1

A2

V1

P1

y1

y2

.

Persamaan untuk dua titik pada suatu garis aliran adalah:Persamaan untuk dua titik pada suatu garis aliran adalah:                                                                                                                                                                                                                                              = tekanan total konstan= tekanan total konstan  P1

12

.ρ .V 12ρ . g . y1=P2

12

.ρ . V 22ρ .g . y2

2.7. Bilangan 2.7. Bilangan ReynoldsReynolds

Bilangan  Reynolds  merupakan  bilangan  tak  berdimensi  yang  dapat  membedakan  suatu  aliran  dinamakan Bilangan  Reynolds  merupakan  bilangan  tak  berdimensi  yang  dapat  membedakan  suatu  aliran  dinamakan laminer, trasnsisi  atau turbulen. laminer, trasnsisi  atau turbulen. 

                                                                                                                                                                            Re =Re =                                                                                                                                                                              

Re =

VDρμ

 

vv = =

Re =Re =

DDenganengan::  VV = = adalah kecepatan fluida yang mengalir (m/s).adalah kecepatan fluida yang mengalir (m/s).

          DD = = adalah diameter dalam pipa (m).adalah diameter dalam pipa (m).          ρρ = = adalah massa jenis fluida (kg/m³).adalah massa jenis fluida (kg/m³).

                                  μμ  =   = adalah viskositas dinamik fluida (kg/ms) atau (N.s/m²).adalah viskositas dinamik fluida (kg/ms) atau (N.s/m²).                                  vv    = = adalah viskositas kinematik fluida (m²/s).adalah viskositas kinematik fluida (m²/s).                                                                                                                                                                          

μρ

VDv

2.2.88. . Kerugian Tinggi Tekan (Kerugian Tinggi Tekan (Head LossHead Loss)) HHeadead   loss loss  (hL) merupakan suatu kerugian  yang dialami aliran  fluida selama bersikulasi  di mana kerugian  itu (hL) merupakan suatu kerugian  yang dialami aliran  fluida selama bersikulasi  di mana kerugian  itu 

tergantung pada geometri penampang saluran dan parameter­parameter fluida serta aliran itu sendiri. tergantung pada geometri penampang saluran dan parameter­parameter fluida serta aliran itu sendiri.  Kerugian  tinggi  tekan  (Kerugian  tinggi  tekan  (head  losshead  loss)  dapat  dibedakan  atas:  kerugian  gesekan  dalam  pipa  ()  dapat  dibedakan  atas:  kerugian  gesekan  dalam  pipa  (major  lossesmajor  losses)  dan )  dan 

kerugian pada perubahan geometri (kerugian pada perubahan geometri (minor lossesminor losses).).

a. Kerugian Gesekan Dalam Pipa atau Mayor Lossesa. Kerugian Gesekan Dalam Pipa atau Mayor Losses Kerugian gesekan  dalam  pipa atau Kerugian gesekan  dalam  pipa atau  mayor  lossesmayor  losses  merupakan  kerugian  yang  disebabkan oleh gesekan aliran  merupakan  kerugian  yang  disebabkan oleh gesekan aliran 

dengan pipa sepanjang lintasan. dengan pipa sepanjang lintasan.    KKerugian gesekan Untuk perhitungan aliran didalam pipa pada umumnya dipakai persamaan erugian gesekan Untuk perhitungan aliran didalam pipa pada umumnya dipakai persamaan Darcy­WeisbachDarcy­Weisbach

DDenganengan : h : hL   L     =   = adalah adalah kerugian kerugian gesekan dalam pipagesekan dalam pipa (m). (m).

                              λλ = = adalah koefisien gesek.adalah koefisien gesek.      LL = adalah Jarak pressure tube (m). = adalah Jarak pressure tube (m). 

                              DD = adalah = adalah diameter pipa (m).diameter pipa (m).                              VV = adalah = adalah kecepatan aliran fluida air (m/s).kecepatan aliran fluida air (m/s).                              gg = adalah= adalah percepatan gravitasi (m/s percepatan gravitasi (m/s22).).

hL mayor= fLD

V 2

2g

b. Kerugian Pada Perubahan Geometri (b. Kerugian Pada Perubahan Geometri (minor lossesminor losses)) Merupakan kerugian yang akan terjadi apabila ukuran pipa, bentuk penampang atau arah aliran Merupakan kerugian yang akan terjadi apabila ukuran pipa, bentuk penampang atau arah aliran 

berubah. berubah.  Secara umum kerugian ini dapat dihitung dengan persamaan berikut:Secara umum kerugian ini dapat dihitung dengan persamaan berikut:

DDenganengan :  :   hhLL      =      = adalah adalah kerugian kerugian pada perubahan geometripada perubahan geometri (m). (m).

                              λλ, , f    = f    = adalah koefisien gesek.             adalah koefisien gesek.                                           VV    = adalah    = adalah kecepatan aliran fluida air (m/s).kecepatan aliran fluida air (m/s).                              gg    = adalah   = adalah percepatan gravitasi (m/s percepatan gravitasi (m/s22).).

hLminor= f

V 2

2g

2.2.99. . Koefisien Gesek (Koefisien Gesek (λλ)) Koefisien  gesek  dipengaruhi  oleh  kecepatan,  karena  distribusi  kecepatan  pada  aliran  laminer Koefisien  gesek  dipengaruhi  oleh  kecepatan,  karena  distribusi  kecepatan  pada  aliran  laminer 

dan  aliran  turbulen  berbeda,  maka  penurunan  koefisien  gesek  ini  akan  diturunkan  secara dan  aliran  turbulen  berbeda,  maka  penurunan  koefisien  gesek  ini  akan  diturunkan  secara berbeda pula untuk masing­masing jenis aliran.berbeda pula untuk masing­masing jenis aliran.

Untuk rumus koefisien geseknya adalahUntuk rumus koefisien geseknya adalah

Jadi, untuk aliran Jadi, untuk aliran laminerlaminer di semua pipa untuk semua fluida, harga   di semua pipa untuk semua fluida, harga  ff  adalah  adalah ::

Dengan  : Dengan  : ff   =   =  koefisien gesek. λ   =   =  koefisien gesek. λ                                                                   Re =  bilangan Re =  bilangan Reynolds numberReynolds number    

hL .2 . g . D

V 2 . L

2.14 2.14 Tipe Aliran FluidaTipe Aliran Fluida

- - Aliran laminarAliran laminar

Aliran laminar didefinisikan sebagai aliran dengan fluida yang bergerak secara halus dan lancar dengan kecepatan relatif rendah serta fluidanya sangat viskos. Dalam hal ini fluida boleh dianggap dalam

bentuk lapisan-lapisan (lamina) dengan pertukaran molekuler yang hanya terjadi di antara lapisan- lapisan yang berbatasan dimana nilai bilangan Reynolds kurang dari 2300.

- Aliran transisi Aliran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminar ke aliran turbulen. Ketika kecepatan aliran

itu bertambah atau viskositasnya berkurang (dapat disebabkan temperatur meningkat) maka gangguan-gangguan akan terus teramati dan semakin membesar serta kuat yang akhirnya suatu keadaan peralihan tercapai. Keadaan peralihan ini tergantung pada viskositas fluida, kecepatan dan lain-lain yang menyangkut geometri aliran dimana nila bilangan Reynolds antara 2300 sampai dengan 4000.

- Aliran turbulen

Aliran turbulen didefinisikan sebagai aliran dimana pergerakan dari partikel-partikel fluida sangat tidak menentu karena mengalami percampuran serta putaran patikel antar lapisan, yang mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian fluida kebagian fluida yang lain dalam skala yang besar di mana nilai bilangan Reynolds lebih besar dari 4000

DESKRIPSI ALAT DAN DESKRIPSI ALAT DAN PROSEDUR PENELITIANPROSEDUR PENELITIAN

3.1. Desain Alat3.1. Desain Alat Desain alat yang digunakan pada penelitian kerugian tekanan dalam sistem perpipaan ini adalah Desain alat yang digunakan pada penelitian kerugian tekanan dalam sistem perpipaan ini adalah

desain alat yang sederhana. Alat yang dibuat di desain untuk mengsirkulasikan fluida air, dari bak desain alat yang sederhana. Alat yang dibuat di desain untuk mengsirkulasikan fluida air, dari bak air ke pipa pengujian dengan bantuan pompa, dan untuk pengaturan debit aliran fluidanya air ke pipa pengujian dengan bantuan pompa, dan untuk pengaturan debit aliran fluidanya menggunakan katup pengatur menggunakan katup pengatur (valve).(valve).

Gambar 3.1. Skema Alat PengujiGambar 3.1. Skema Alat Penguji

3.2. Set Up Alat 3.2. Set Up Alat                            Alat yang digunakan dalam penelitian ini dirakit sendiri dengan mengacu pada referensi   Alat yang digunakan dalam penelitian ini dirakit sendiri dengan mengacu pada referensi                             peneliti dan buku mekanika fluida. Komponen­komponen yang digunakan pada alat  pengujian peneliti dan buku mekanika fluida. Komponen­komponen yang digunakan pada alat  pengujian 

                              ini  adalah: ini  adalah: 1.          Rangka meja uji1.          Rangka meja uji                          Rangka meja uji digunakan sebagai Rangka meja uji digunakan sebagai chassischassis dari peralatan uji ini tempat meletakkan segala    dari peralatan uji ini tempat meletakkan segala                             komponen dari alat uji.komponen dari alat uji.  Alas meja untuk meletakkan pipa Alas meja untuk meletakkan pipa acrylicacrylic terbuat dari triplek dan alas    terbuat dari triplek dan alas                             meja untuk meletakkan bak air terbuat dari papan kayu.meja untuk meletakkan bak air terbuat dari papan kayu.2.         2.         Pompa sentrifugalPompa sentrifugal                        Pompa sentrifugal berfungsi sebagai media untuk mengalirkan fluida dari bak air ke rangkaian  Pompa sentrifugal berfungsi sebagai media untuk mengalirkan fluida dari bak air ke rangkaian  

                          alat penguji. Adapun spesifikasi dari pompa slurry yang digunakan adalah:alat penguji. Adapun spesifikasi dari pompa slurry yang digunakan adalah:                        ­ Merk dari pompa ­ Merk dari pompa NocchiNocchi DPV 160 / 6. DPV 160 / 6.                        ­ Buatan dari Italia.­ Buatan dari Italia.                        ­ Maximum head­ Maximum head 6 m. 6 m.            ­ Maximum debit            ­ Maximum debit  160 L / 1’.  160 L / 1’.                        ­ Liquid temperature­ Liquid temperature 40°C.     ­ Frekuensi 50 HZ. 40°C.     ­ Frekuensi 50 HZ.                        ­ Putaran 2850 rpm.­ Putaran 2850 rpm.3.          Pipa pengujian3.          Pipa pengujian     Pipa pengujian yang digunakan adalah pipa Pipa pengujian yang digunakan adalah pipa acrylicacrylic. Pipa . Pipa acrylicacrylic yang digunakan sebanyak 3  yang digunakan sebanyak 3                           pipa penguji  yang terdiri dari:pipa penguji  yang terdiri dari:                            1. pipa 1. pipa acrylicacrylic dengan diameter luar 38,1 mm (1,5 inci) dan diameter dalam       dengan diameter luar 38,1 mm (1,5 inci) dan diameter dalam                                      32 mm (1,26 inci) dengan panjang 2 m. 32 mm (1,26 inci) dengan panjang 2 m.                         2. pipa 2. pipa acrylicacrylic dengan diameter luar 25,4 mm (1 inci) dan diameter dalam  dengan diameter luar 25,4 mm (1 inci) dan diameter dalam                                 18 mm (0,71 inci) dengan panjang 2 m. 18 mm (0,71 inci) dengan panjang 2 m.                         3. pipa 3. pipa acrylicacrylic dengan diameter luar 12,7 mm (0,5 inci) dan diameter dalam   dengan diameter luar 12,7 mm (0,5 inci) dan diameter dalam                                  9,5 mm (0,37 inci) dengan panjang 2 m.9,5 mm (0,37 inci) dengan panjang 2 m.

4. 4. PiezometricPiezometric Piezometric Piezometric digunakan sebagai alat ukur tekanan dengan cara mengukur beda tekanan yang terjadi diantara   digunakan sebagai alat ukur tekanan dengan cara mengukur beda tekanan yang terjadi diantara                           dua titik pada pipa penguji. dua titik pada pipa penguji.  PiezometricPiezometric  dibuat  dari  selang  akuarium  yang  diameter  dalamnya  10  mm  dan  dipasang  pada  taping  pipa  dibuat  dari  selang  akuarium  yang  diameter  dalamnya  10  mm  dan  dipasang  pada  taping  pipa 

acrylic.  acrylic.  PiezometricPiezometric  ini dipasang pada millimeter blok yang sudah diberi ukuran dan ditempelkan pada triplek,  ini dipasang pada millimeter blok yang sudah diberi ukuran dan ditempelkan pada triplek, tinggi  tinggi  

                      triplek tersebut 2,35 m dari permukaan meja penguji.triplek tersebut 2,35 m dari permukaan meja penguji.

5. Rangkaian pipa PVC5. Rangkaian pipa PVC Pipa PVC digunakan untuk mengalirkan fluida dari bak air sampai pada sambungan antara pipa PVC dengan     Pipa PVC digunakan untuk mengalirkan fluida dari bak air sampai pada sambungan antara pipa PVC dengan     

          pipa           pipa acrylic.acrylic. Pipa PVC yang digunakan yaitu diameter ½”, diameter ½” digunakan dari bak air  sampai Pipa PVC yang digunakan yaitu diameter ½”, diameter ½” digunakan dari bak air  sampai  inletinlet   suctionsuction  pada    pada   

pompa dan diameter ½” juga digunakan pada pompa dan diameter ½” juga digunakan pada discharge suctiondischarge suction pada pompa.  pada pompa. 

6. Katup pengatur (6. Katup pengatur (valvevalve)) Katup  pengatur  berfungsi  untuk  mengatur  kecepatan  aliran  fluida  pada  pipa  pengujian. Katup  pengatur  berfungsi  untuk  mengatur  kecepatan  aliran  fluida  pada  pipa  pengujian.  Ada  tiga  jenis  katup Ada  tiga  jenis  katup 

pengatur pada pipa, diantaranya yaitu:pengatur pada pipa, diantaranya yaitu:                        1. Katup pengatur pada pipa 1. Katup pengatur pada pipa dischargedischarge pompa yang berfungsi untuk  pompa yang berfungsi untuk mengatur kecepatan fluida yang masuk mengatur kecepatan fluida yang masuk                                 pada pipa uji.pada pipa uji.                        2. Katup pengatur pada 2. Katup pengatur pada by pass pipeby pass pipe yang berfungsi untuk mengatur kecepatan fluida pada  yang berfungsi untuk mengatur kecepatan fluida pada by pass pipeby pass pipe agar  agar                                 aliran yang bersirkulasi pada rangkaian konstan dan mencegah terjadinya “aliran yang bersirkulasi pada rangkaian konstan dan mencegah terjadinya “water hammer”.water hammer”.                        3. Katup pengatur pada percabangan sebelum pipa uji berfungsi untuk mengatur fluida yang masuk pada salah 3. Katup pengatur pada percabangan sebelum pipa uji berfungsi untuk mengatur fluida yang masuk pada salah                                 satu pipa pengujian.satu pipa pengujian.

7. Bak Air7. Bak Air Bak air berfungsi sebagai media penyimpan fluida selama uji coba, bak air yang digunakan terbuat dari plastik Bak air berfungsi sebagai media penyimpan fluida selama uji coba, bak air yang digunakan terbuat dari plastik 

sehingga tahan terhadap korosi. sehingga tahan terhadap korosi. Kapasitas bak air yang digunakan 76 L.Kapasitas bak air yang digunakan 76 L.                          Pada penelitian tersebut diperlukan juga peralatan pembantu untuk mengukur variabel­variabel lainnya, yaitu:Pada penelitian tersebut diperlukan juga peralatan pembantu untuk mengukur variabel­variabel lainnya, yaitu:                        1. Gelas ukur1. Gelas ukur                                Gelas ukur digunakan untuk mengetahui volume fluida dalam waktu tertentu, dari volume fluida yang didapat  Gelas ukur digunakan untuk mengetahui volume fluida dalam waktu tertentu, dari volume fluida yang didapat  

                                      akan digunakan untuk mengetahui debit fluida yang mengalir.akan digunakan untuk mengetahui debit fluida yang mengalir.                        2. 2. StopwatchStopwatch                                StopwatchStopwatch digunakan untuk mengukur waktu yang diperlukan untuk mengisi gelas ukur. digunakan untuk mengukur waktu yang diperlukan untuk mengisi gelas ukur.

Pada penelitian tersebut diperlukan juga peralatan pembantu untuk mengukur variabel­variabel lainnya, yaitu:Pada penelitian tersebut diperlukan juga peralatan pembantu untuk mengukur variabel­variabel lainnya, yaitu:1.   Gelas ukur1.   Gelas ukur            Gelas ukur digunakan untuk mengetahui volume fluida dalam waktu tertentu, dari volume fluida yang didapat akan Gelas ukur digunakan untuk mengetahui volume fluida dalam waktu tertentu, dari volume fluida yang didapat akan             digunakan untuk mengetahui debit fluida yang mengalir.digunakan untuk mengetahui debit fluida yang mengalir.2.   2.   StopwatchStopwatch            StopwatchStopwatch digunakan untuk mengukur waktu yang diperlukan untuk mengisi gelas ukur. digunakan untuk mengukur waktu yang diperlukan untuk mengisi gelas ukur.3.   Thermometer3.   Thermometer            ThermometerThermometer  digunakan untuk mengetahui suhu fluida selama pengujian.   digunakan untuk mengetahui suhu fluida selama pengujian. Hal ini diperlukan karena suhu sangat Hal ini diperlukan karena suhu sangat               berpengaruh terhadap viskositas fluidaberpengaruh terhadap viskositas fluida..4.   Busur derajat4.   Busur derajat            Busur derajat digunakan untuk mengetahui besar pembukaan pada katup.Busur derajat digunakan untuk mengetahui besar pembukaan pada katup.

3.3. Metode Penelitian3.3. Metode Penelitian3.3.1. Unit Pengujian3.3.1. Unit Pengujian Unit pengujian yang dilakukan pada penelitian ini adalahUnit pengujian yang dilakukan pada penelitian ini adalah  

1.   Unit Pengujian Langsung1.   Unit Pengujian Langsung                                      Unit pengujian langsung adalah semua variabel yang diukur langsung pada saat penelitian,nilainya bisa Unit pengujian langsung adalah semua variabel yang diukur langsung pada saat penelitian,nilainya bisa                                       langsung  dapat diketahui tanpa diperlukan perhitungan lebih lanjut. langsung  dapat diketahui tanpa diperlukan perhitungan lebih lanjut.                                       Unit pengujian langsung pada penelitian ini terdiri dari pengukuran suhu (°C), beda ketinggian (m), volume Unit pengujian langsung pada penelitian ini terdiri dari pengukuran suhu (°C), beda ketinggian (m), volume                                       fluida yang tertampung (ml) dan waktu penampungan (s). Seluruh nilai unit pengujian langsung digunakan fluida yang tertampung (ml) dan waktu penampungan (s). Seluruh nilai unit pengujian langsung digunakan                                       sebagai input data untuk mendapatkan nilai unit pengujian tidak langsung.sebagai input data untuk mendapatkan nilai unit pengujian tidak langsung.

2.   Unit Pengujian Tidak Langsung2.   Unit Pengujian Tidak Langsung                                      Unit pengujian tidak langsung adalah semua variabel yang nilainya didapat dari perhitungan dan digunakan Unit pengujian tidak langsung adalah semua variabel yang nilainya didapat dari perhitungan dan digunakan                                       untuk bahan pengamatan analisa.untuk bahan pengamatan analisa.                                        Pada pengujian ini unit pengujian langsung terdiri dari debit (Q), kecepatan (V), bilangan Pada pengujian ini unit pengujian langsung terdiri dari debit (Q), kecepatan (V), bilangan ReynoldsReynolds  (Re),  (Re), 

dan    dan                                          koefisien gesek (koefisien gesek (λλ).).

3.3.2. Persiapan Pengujian3.3.2. Persiapan Pengujian Persiapan yang dilakukan dalam melakukan pengujian adalah:Persiapan yang dilakukan dalam melakukan pengujian adalah: Menyiapkan tempat untuk ruang pengujian. Tempat untuk ruang penguijian tidak sempit dan Menyiapkan tempat untuk ruang pengujian. Tempat untuk ruang penguijian tidak sempit dan 

cukup luas supaya pengujian dapat dilakukan dengan baik.cukup luas supaya pengujian dapat dilakukan dengan baik. Membuat rangka tempat untuk meletakkan peralatan pengujian, sehingga peralatan dapat Membuat rangka tempat untuk meletakkan peralatan pengujian, sehingga peralatan dapat 

disusun dan menghindari terjadi getaran pada waktu pengujian.disusun dan menghindari terjadi getaran pada waktu pengujian. Membuat rangkaian alat pengujian dengan menggunakan 3 pipa diameter yang berbeda dan Membuat rangkaian alat pengujian dengan menggunakan 3 pipa diameter yang berbeda dan 

permukaan yang licin permukaan yang licin (smooth),(smooth), pompa, katup, dan bak penampung sedemikian sehingga  pompa, katup, dan bak penampung sedemikian sehingga membentuk membentuk looploop tertutup serta pembiasan air yang tersirkulasikan. tertutup serta pembiasan air yang tersirkulasikan.

Untuk pipa acrylic diameter dalam 12 mm (0,5 inci), pipa acrylic dilubangi dengan diameter 1 mm Untuk pipa acrylic diameter dalam 12 mm (0,5 inci), pipa acrylic dilubangi dengan diameter 1 mm yang berjarak 0,5 m dari ujung pipa (tempat aliranyang berjarak 0,5 m dari ujung pipa (tempat aliran  masuk).masuk).

  

5.  Untuk pipa acrylic diameter 25,4 mm (1 inchi) permukaan licin dan pipa 38,1 (1,5 inchi), pipa  5.  Untuk pipa acrylic diameter 25,4 mm (1 inchi) permukaan licin dan pipa 38,1 (1,5 inchi), pipa                          acrylic dilubangi dengan diameter 1 mm yang berjarak 1 mm dari lubang pertama dengan acrylic dilubangi dengan diameter 1 mm yang berjarak 1 mm dari lubang pertama dengan                         diameter lubang 1 mm. diameter lubang 1 mm.   

3.3.3. Prosedur Pengujian 3.3.3. Prosedur Pengujian              Prosedur pengujian yang dilakukan pada saat pengambilan data adalah sebagai berikut:Prosedur pengujian yang dilakukan pada saat pengambilan data adalah sebagai berikut:                              1.  Memasukkan fluida kedalam bak air dengan volume 76 L.1.  Memasukkan fluida kedalam bak air dengan volume 76 L.

2.  Menghidupkan pompa, sehingga fluida dapat mengalir melalui instalasi pipa sehingga terjadi sirkulasi  2.  Menghidupkan pompa, sehingga fluida dapat mengalir melalui instalasi pipa sehingga terjadi sirkulasi                                          aliran  fluida.aliran  fluida.

3.  Menampung fluida yang keluar dari pipa pengujian dengan gelas ukur dan mencatat waktunya dengan     3.  Menampung fluida yang keluar dari pipa pengujian dengan gelas ukur dan mencatat waktunya dengan                                             menggunakan stopwatch menggunakan stopwatch 

4.  Mengamati tinggi air pada kedua 4.  Mengamati tinggi air pada kedua Piezometric Piezometric sesuai dengan bukaan katup, mengamati sampai tinggi sesuai dengan bukaan katup, mengamati sampai tinggi                                       keduanya relatif stabil (dalam keadaan tidak naik turun air yang ada dikeduanya relatif stabil (dalam keadaan tidak naik turun air yang ada di piezometric piezometric lurus). Kemudian  lurus). Kemudian                                       mencatat tinggi hmencatat tinggi h1 1 dan hdan h2 2 pada pada piezometricpiezometric lurus. lurus.

5.  Mengulangi pengambilan data dengan mengatur bukaan katup dari minimal sampai maksimal.5.  Mengulangi pengambilan data dengan mengatur bukaan katup dari minimal sampai maksimal.6.  Pengambilan data yang dilakukan dimulai dari aliran dengan bilangan Reynolds kecil (laminar) sampai  6.  Pengambilan data yang dilakukan dimulai dari aliran dengan bilangan Reynolds kecil (laminar) sampai  

                                      dengan bilangan Reynolds besar (turbulen), dandengan bilangan Reynolds besar (turbulen), dan7.  Untuk pengambilan data berikutnya adalah dengan mengalirkan fluida ke pipa penguji dengan diameter 7.  Untuk pengambilan data berikutnya adalah dengan mengalirkan fluida ke pipa penguji dengan diameter 

                                      berbeda dan permukaan pipa yang licin berbeda dan permukaan pipa yang licin (smooth)(smooth), proses pengambilan data sama dengan proses , proses pengambilan data sama dengan proses                                       pengambilan awal.pengambilan awal.

3.3.4. Metode Pengambilan Data3.3.4. Metode Pengambilan Data1.          Dengan  cara  mengurutkan  sesuai  dengan  debit  yang  diperoleh  kemudian  mengurutkannya 1.          Dengan  cara  mengurutkan  sesuai  dengan  debit  yang  diperoleh  kemudian  mengurutkannya 

kembali sesuai dengan urutan ditinjau dari bilangan Reynold yang diperoleh.kembali sesuai dengan urutan ditinjau dari bilangan Reynold yang diperoleh.2.                2.                 Pengujian dilakukan pada pipa Pengujian dilakukan pada pipa acrylicacrylic  diameter dalam 9,5 mm (0,37 inci), 18 mm (0,71 inci)  diameter dalam 9,5 mm (0,37 inci), 18 mm (0,71 inci) 

dan32 mm  (1,26  inci) dengan permukaan pipa  licin. dan32 mm  (1,26  inci) dengan permukaan pipa  licin.  Pengujian  ini  dilakukan dengan secara Pengujian  ini  dilakukan dengan secara berulang yaitu sebanyak tiga kali untuk setiap bukaan katupberulang yaitu sebanyak tiga kali untuk setiap bukaan katup  

3.3.5. Metode Pengolahan Data3.3.5. Metode Pengolahan Data                                      Untuk kemudahan pengambilan data, maka diambil asumsi­asumsi sebagai berikut:Untuk kemudahan pengambilan data, maka diambil asumsi­asumsi sebagai berikut:                            1.  Fluida yang digunakan termasuk kedalam 1.  Fluida yang digunakan termasuk kedalam fluida incompressible fluida incompressible (tak mampu mampat).(tak mampu mampat).                            2.  Fluida yang digunakan adalah fluida yang termasuk fluida 2.  Fluida yang digunakan adalah fluida yang termasuk fluida Newtonian.Newtonian.                            3.  Fluida yang mengalir pada pipa tidak mengalami kebocoran sehingga volume dalam rangkaian dianggap 3.  Fluida yang mengalir pada pipa tidak mengalami kebocoran sehingga volume dalam rangkaian dianggap                                       tetap. tetap.                             4.   Permukaan yang diamati untuk pipa 4.   Permukaan yang diamati untuk pipa acrylicacrylic diameter 25,4 mm (1 inchi) permukaan kasar, pipa 25,4 mm  diameter 25,4 mm (1 inchi) permukaan kasar, pipa 25,4 mm                                       (1 inchi), permukaan licin (smooth).(1 inchi), permukaan licin (smooth).

Untuk  mendapatkan  data­data  hubungan  yang  diinginkan,  maka  dilakukan  langkah­langkah  pengolahan  data Untuk  mendapatkan  data­data  hubungan  yang  diinginkan,  maka  dilakukan  langkah­langkah  pengolahan  data sebagai berikut:sebagai berikut:1. 1. Menghitung nilai debit (Q) aliran fluidaMenghitung nilai debit (Q) aliran fluida

Dengan       :      = adalah Volume fluida (mDengan       :      = adalah Volume fluida (m33).).                                              t  =adalah waktu (s).t  =adalah waktu (s).2.  Menghitung nilai kecepatan (V) aliran fluida 2.  Menghitung nilai kecepatan (V) aliran fluida 

                  

Dengan       : Q  = adalah debit aliran (mDengan       : Q  = adalah debit aliran (m33/s)./s).

                                            V  = adalah  kecepatan aliran (m/s)V  = adalah  kecepatan aliran (m/s) ..                                            A  = adalah luas penampang (mA  = adalah luas penampang (m22).).3. Menghitung bilangan 3. Menghitung bilangan ReynoldsReynolds (Re) (Re)

Dengan      :   Dengan      :   v  = v  = adalahadalah  viskositas kinematika air (mviskositas kinematika air (m22/s)./s).                            Re = adalah Bilangan Re = adalah Bilangan ReynoldsReynolds..                                            V  = adalah kecepatan aliran (m/s)V  = adalah kecepatan aliran (m/s)..4. Menghitung koefisien gesek (4. Menghitung koefisien gesek (λλ))

Dengan      :     = adalah koefisien gesek.                                λDengan      :     = adalah koefisien gesek.                                λ

                                                                      V  = adalah Kecepatan aliran fluida (m/s).V  = adalah Kecepatan aliran fluida (m/s).                          Δh = adalah beda ketinggian piezometrik (m). Δh = adalah beda ketinggian piezometrik (m). 

                                                                         L = adalah Jarak pressure tube (m).L = adalah Jarak pressure tube (m).                              g  = adalah gravitasi (m/sg  = adalah gravitasi (m/s22).).                              D = adalah diameter dalam pipa pengujian (m).D = adalah diameter dalam pipa pengujian (m).

  

Q=∀

t

∀

V=Q

14

dπ 2

Re=VD

v

λ=Δh2gD

V 2 L

5.5. Membuat  plot  hasil  perhitungan  bilangan Membuat  plot  hasil  perhitungan  bilangan  ReynoldsReynolds  (Re)  dan  koefisien  gesek  ( (Re)  dan  koefisien  gesek  (λλ) )  menggunakan  program menggunakan  program excelexcel. Dipilihnya program . Dipilihnya program excelexcel untuk membuat grafik karena excel dapat mengacu pada Diagram  untuk membuat grafik karena excel dapat mengacu pada Diagram MoodyMoody..

6.6. Membuat plot hasil perhitungan sesuai dengan masing­masing pipa.Membuat plot hasil perhitungan sesuai dengan masing­masing pipa.

DATA DAN PEMBAHASANDATA DAN PEMBAHASANProses Analisa Aliran Fluida Air Pada Pipa Pengujian Dengan Permukaan LicinProses Analisa Aliran Fluida Air Pada Pipa Pengujian Dengan Permukaan Licin

Data yang diketahui sebagai berikut:Diameter pipa pengujian               : Pipa acrylic dengan diameter luar 25,4 mm (1 inci) dan diameter  

                    dalam 18 mm (0,71 inci) dengan panjang 2 m. Suhu fluida air pada saat pengujian : 29°C.

Volume fluida air pada gelas ukur : 2690 ml = 2,69×10­3 m3. Lamanya fluida air tertampung (t) : 10 detik.Tinggi fluida air di piezometrik 1 (h1) : 90 mm = 0.09 m.Tinggi fluida air di poezometrik 2 (h2) : 25 mm =  0.025 m.Jarak antara piezometrik 1 dan 2 (L) : 1000 mm = 1m.

Viskositas kinematik (v) air pada suhu 29°C : 8,23×10­7 m2/s (dari tabel).Dari data­data yang sudah diketahui diatas, maka kita dapat menghitung data­data dibawah ini:•Debit (Q) fluida air 

.      

Luas penampang pipa pengujian (A)Diameter dalam (D)  pipa = 18 mm = 18 × 10­3 m.

       

•Kecepatan (V) fluida air 

•Bilangan Reynold number (Re)

•Beda ketinggian piezometrik (∆h)

• Koefisien gesek  sepanjang pipa (λ)

Tabel Aliran Fluida Air Pada Pipa Pengujian Diameter 12,7 mm (0,5 inchi) Dengan Permukaan LicinTabel Aliran Fluida Air Pada Pipa Pengujian Diameter 12,7 mm (0,5 inchi) Dengan Permukaan Licin

Tabel Aliran Fluida Air Pada Pipa Pengujian Diameter 25,4 mm  (1 inchi) Dengan Permukaan Licin

Tabel Aliran Fluida Air Pada Pipa Pengujian Diameter 38,1 mm (1,5 inchi) Dengan Permukaan licinTabel Aliran Fluida Air Pada Pipa Pengujian Diameter 38,1 mm (1,5 inchi) Dengan Permukaan licin

Kombinasi Grafik Kombinasi Grafik Re­Re­λλ Pipa Acrylic dari tiga jenis ukuran pipa  Pipa Acrylic dari tiga jenis ukuran pipa (0,5 inchi, 1 inchi, 1,5 inchi permukaan licin)(0,5 inchi, 1 inchi, 1,5 inchi permukaan licin)

     ■ Pipa 12,7 mm (0,5 inchi)

             Pada pipa 0,5  inchi permukaan halus didapat debit  fluida  terendah sebesar  (Q) 2.26E­04 m3/s, dengan  (V) kecepatan 3.19E+00 m/s, dengan viskositas ( ) 8.23E­07 mν 2/s) menghasilkan (Re) 3,820.73, dengan beda kerugian tinggi tekannya (∆H) 0.84  m,  koefisien  gesek  yang  dihasilkan    sebesar  (λ  )  0.01531.  Sedangakan  pada  debit  fluida  tertinggi  (Q)  3.54E­04  m3/s, dengan  (V)  kecepatan  4.31E+00  m/s,  dengan  viskositas  ( )  8.23E­07  mν 2/s  menghasilkan,  (Re)  57,674.94,  dengan  beda kerugian tinggi tekannya (∆H) 1.61 m, koefisien gesek yang dihasilkan  sebesar (λ ) 0.01202. mengalami penurunan.

     ■ Pipa 25,4 mm ( 1 inchi)

       Pada pipa 1 inchi permukaan halus didapat debit fluida terendah sebesar (Q) 2,69E­03 m3/s, dengan (V) kecepatan 1,06 m/s,  dengan  viskositas  ( )  8,23  mν 2/s  menghasilkan,  (Re)  23162,81,  dengan  beda  kerugian  tinggi  tekannya  (∆H)  0.065  m, koefisien gesek yang dihasilkan  sebesar (λ) 0.02054. Sedangakan pada debit  fluida tertinggi (Q) 7,21E­04 m3/s, dengan (V) kecepatan  2,84  m/s,  dengan  (Re)  62083,22,  dengan  beda  kerugian  tinggi  tekannya  (∆H)  0.292  m,  koefisien  gesek  yang dihasilkan  sebesar (λ ) 0.01281. mengalami penurunan.

 

     ■ Pipa 38,1 mm (1,5 inchi)              Pada  pipa  1,5  inchi  permukaan  halus  didapat  debit  fluida  terendah  sebesar  (Q)  3.05E­04  m3/s,  dengan  (V) kecepatan 3.79E­01 m/s, dengan viskositas ( ) 8,23 mν 2/s menghasilkan, (Re) 14,750.06, dengan beda kerugian tinggi tekannya (∆H) 0.01 m,  koefisien gesek yang dihasilkan  sebesar (λ ) 0.04362. Sedangakan pada debit fluida tertinggi (Q)  7.86E­04  m3/s,  dengan  (V)  kecepatan  9.78E­01  m/s,  dengan  viskositas  ( )  8,23  mν 2/s  menghasilkan,  (Re)   38,011.64, dengan beda kerugian tinggi tekannya (∆H) 0.032 m, koefisien gesek yang dihasilkan  sebesar (λ) 0.02102, mengalami penurunan.

     ■     ■ KesimpulanKesimpulan

Dari tabel dapat dilihat bahwa pada diameter pipa pengujian berdiameter 0,5 inchi, 1 inchi, 1,5 Dari tabel dapat dilihat bahwa pada diameter pipa pengujian berdiameter 0,5 inchi, 1 inchi, 1,5 inchi bahwa:inchi bahwa:

Pada bilangan Pada bilangan Reynolds Reynolds yang sama terlihat bahwa semakin besar diameter (D) pipa pengujian, yang sama terlihat bahwa semakin besar diameter (D) pipa pengujian, maka nilai koefisien geseknya (maka nilai koefisien geseknya (λλ) akan naik. Begitu juga sebaliknya, jika semakin kecil diameter ) akan naik. Begitu juga sebaliknya, jika semakin kecil diameter (D) pipa pengujian, maka nilai koefisien geseknya ((D) pipa pengujian, maka nilai koefisien geseknya (λλ) akan menurun.) akan menurun.

Pada Pada Reynolds numberReynolds number 2300-4000 termasuk kedalam aliran, sedangkan diatas 4000 masuk 2300-4000 termasuk kedalam aliran, sedangkan diatas 4000 masuk kedalam aliran turbulen. Data-data dari grafik kedalam aliran turbulen. Data-data dari grafik Re-Re-λλ tersebut menampilkan grafik persamaan garis tersebut menampilkan grafik persamaan garis untuk aliran turbulen yaitu (0,316 Re-0,25). Nilai koefisien gesek untuk ketiga pipa yang diuji untuk aliran turbulen yaitu (0,316 Re-0,25). Nilai koefisien gesek untuk ketiga pipa yang diuji terlihat lebih tinggi dari koefisien gesek terlihat lebih tinggi dari koefisien gesek Blassius.Blassius.

KESIMPULANKESIMPULAN