analisa penurunan tekanan air pada pip a lengkung

Prosiding Pertemuan Ilmiah Nasional Rekayasa Perangl{at NuklirSerpong, 20 Nopember 2007

ISSN 1693-3346

ANALISA PENURUNAN TEKANAN AIR PADA PIP A LENGKUNG BERSPUYERUNTUK SISTEM PENGUJIAN KEBOCORAN

OIeh: Budhy Basuki, Djuhana

ABSTRAK

Telah dilakukan sistem pengujian kebocoran dengan sebuah pipa yang dilengkungkan

dan berspuyer. Pada pipa tersebut dibuat luabng-Iubang kecil untuk menyemprotkan air.

Air dialirkan dari sebuah pompa ke pipa yang dilengkungkan, kemudian tekanan air

dalam pipa dan ujung pipa diukur dengan menggunakan manometer. Tujuan dari

penelitian ini untuk mengetahui tekanan air pada pipa yang melengkung dan diberi

lubang. Dari grafik diperoleh untuk tekanan 0,1 hingga 2 bar terjadi penurunan tekanan.

Untuk tekanan 0,1 bar dihasilkan 0 bar, sedangkan untuk tekanan 2 bar terjadi penurunan

tekanan 1,9 bar.

ABSTRACT

It has been tested a bending pipe fitted electronically and connected to the pipe some

small holes to sprinkling water. As water flowing from a pump to the bending pipe then

water pressure in the pipe and at the pipe's ends was measured using manometer.

Objectives of this research is to know the pressure drop of water in the bending pipe

having holes on it. The result for pressure 0,1 bar until 2 bar pressure drop. For pressure

0,1 bar pressure drop 0 bar. For pressure 2 bar pressure drop 1,9 bar.

1. PENDAHULUAN

Pengujian sebuah pipa yang dilengkungkan didalamnya dipasang kotak elektronik

dilakukan dengan menyemprotkan air. Dengan menyemprotkan air pada kotak elektronik

atau dikatakan pengujian simulasi curah hujan: Sistem pengujian terdiri dari sebuah pipa

yang dilengkungkan, kemudian pipa terse but dipasang lubang kecil untuk penyemprotan

air. Air di hasilkan dari sebuah pompa dialirkan ke pipa, kemudian tekanan air

nya diukur dengan menggunakan manometer dan di ujung yang lain juga diukur

tekanannya. Tujuannnya adalah untuk mengetahui penurunan tekanan air pada pipa

298

Prosiding Pertemuan IImiah Nasional Rekayasa Perangkat NuklirSerpong, 20 Nopember 2007

ISSN 1693-3346

yang dilengkungkan dan diberi lubang keluaran air. Kemudian penurunan tekanan diukur

dan juga perubahan semprotan air.

2. TEORI DASAR

Apabila sebuah fluida mengalir pada sebuah pipa, dan jika diberi lubang keluaran fluida

maka di ujung pipa akan terjadi penukaran tekanan. Dengan menggunakan persamaan

kontinuitas an tara seksi 1 dan seksi 2 [1].

Q = VIAl = VzAz (m 3/det),

dengan : Q = Debit air (m 3/det),

V = Kecepatan Air (m/det)

A = Luas Penampang (m2)

2.1 Rugi-rugi akibat pembesaran secara mendadak

Bila diameter pipa membesar secara tiba-tiba/mendadak, seperti terlihat pad a gambar

Fluida mengalami "shock" (kejutan). Hal ini menyebabkan terjadinya "eddy" dan

berakibat hilangnya sebagian energi yang disebabkan oleh naiknya turbulensi

lokal/setempat. Kehilangan energi (Head loss) dapat di evaluasi dengan menggunakan

prinsip kontinuitas, momentum dan energi. Gunakan persamaan kontinuitas pada bagian

1 dan 2. Q= VIAl = VzAz

Dengan mengabaikan gaya gesek pad a dinding, dengan menggunakan persamaan

momentum maka. Gaya luar = Laju perubahan momentum

= pvzAz(V z- V I )

299

dengan


p = Massa jenis air (kg/m3)

P = Tekanan (bar)

ISSN 1693-3346

~~~~ r----

~"""'~~~~~ r---~ -r---..~.--~

(a) Kekwan 'ferrodam

Gambar - 1 Pengisian dari pipa ke reservoir besar.

Jadi, seluruh energi kinetik diubah menjadi pencampuran dan turbulensi, bahkan apabila

pengosongannya bebas seperti gambar -1 seluruh energi kinetik tetap hilang.

Catatan:

Energi yang hilang tidak benar- benar hilang, ia berubah menjadi energi panas dan

menyebabkan naiknya suhu fluida dalam reservoir. Oli ( crude oil) mengalir lewat pipa

berdiameter J00 nm, pada laju 401/s. Jika pipa tiba-tiba membesar menjadi 200 nm,

estimasi rugi-rugi energi (head loss) yang di akibatkan oleh perubahan bagian secara

mendadak. Gunakan persamaan antara bagian J dan 2 ambiJah sumbu horizontal sebagai

datum (titik acuan).

2 2

A+l-hm = .E1.-+2:Lpg 2g pg 2g

Dengan (hm) rugi - rugi energi akibat pengembangan mendadak. Susun kembali

persamaan diatas diperoleh :

Substitusikan untuk PI - P2 dari (A).p

300


Dengan menggunakan persamaan kontinuitas,

v = Kecepatan pada pipa yang lebih keci!.

2.2 Rugi-rugi keluaran.

ISSN 1693-3346

(6.6)

(6.7)

(6.8)

Bila sebuah pipa mengisi reservoir besar, seperti terlihat pada gambar -I. Sebagian

energinya dipindahkan dan dapat di evaluasi menggunakan persamaan 6.7. Dalam hal

A2«A,hasii substitusi.

v2

hm = (I-O)2g [VI = v;v2 = 0]

a)Keluaran Terendam

b) Keluaran Bebas

3. METODOLOGI PENGUJIAN.

2g(d.p.1 K=I) (6.9)

A. Sistem Pengujian Tekanan Pipa

Sistem pengujian penurunan tekanan pada sebuah pipa yang dilengkungkan dan

diberi lubang dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Alatuknrtdm2 /~f!==J~",~ Aliukurttiwn I/ /, "'- :/ /~ ,

I / /" " "'- // / -', '\ I, « '. Fipa \\ +

_J1I'~. ~)\\ W~!!) l Pompa I

Gambar -2 Sistem pengujian drop tekanan

301

Prosiding Pertemuan I1miah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir

Serpong, 20 Nopember 2007

ISSN 1693-3346

1. Pipa bahan S5 schedule 40 lengkungan R=l meter, jumlah lubang

2. Spuyer ~ 0,5 mm, bahan, kuningan

3. Pompa air kap tekanan 0 - 5 bar, 5 liter/men it, 2800 rpm, 220 Y, 50 HZ

4. Alat ukur tekanan tabung Bourdon, kap 0 -;-5 bar, Resolusi 0, I bar

B. Metode Percobaan.

I. Jalankan pompa air.

2. Putar katup pada posisi OFF

3. Putar katup pada posisi ON secara perlahan.

4. Ukur tekanan (I) pada posisi 0, I bar

5. Baca tekanan 2.

6. Ubah tekanan dari 0, I -;-2 bar dengan kenaikan tekanan 0, I bar.

7. Amati pancaran air pada spuyer.

4. HASIL PERCOBAAN DENGAN DAN PEMBAHASAN

Hasi\ dari percobaan yang telah dilakukan dengan mengatur bukaan katup aliran aIr

kemudian mengukur tekanan air dan penurunan tekanan air dapat dilihat pad a lable

dibawah ini.

Tabell. HasH PengujianNO Tekanan (1)Tekanan (2)Pancaran air ke Spuyer

(Bar)(Bar)

I.0,1 0Kondisi air sedikit ada tekanan

20,2 0,1Kondisi ada kenaikan tekanan

30,3 0,2Kondisi air mulai ada tekanan

40,4 0,3Kondisi air sudah mulai naik

50,5 0,4Kondisi air mulai naik

60,6 0,5Kondisi air naik


80,8 0,7Kondisi air terlihat naik



II1,1 1,0Kondisi air naik

121,2 1,1Kondisi air tekanan stabil

131,3 1,2Kondisi air tekanan stabil

141,4 1,3Kondisi air stabil

151,5 1,4Tekanan air pada posisi puncak

161,6 1,5Kondisi puncak



191,9 1,8Kondisi puncak air mulai ada penurunan

202,0 1,9Kondisi puncak air mulai terlihat melemah

212,1 2,0Kondisi air mulai melemah

222,2 2,1Kondisi air melemah

302


ISSN 1693-3346

Dari tabel (1) hasil pengujian dapat dibuat grafik yang memuat hubungan antara tekanan

(1) terhadap penurunan tekanan (2). Kemudian dibuat juga tekanan air (1) terhadap

pancaran air pada spuyer pada tiap-tiap spuyer.

5

4.5

4

3,5

3

2,5

2

0,5·j

°0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1

- Tekanan (2) (Bar)

_ Tekanan (1) (Bar)

Gam bar grafik -1 : Hubungan tekanan (1) dengan tekanan air (2)

Gambar grafik -2 : Tekanan - Pancaran air pada spuyer.

Oari grafik dapat dilihat untuk tekanan air 0,1 bar terjadi penurunan tekanan bahkan

tekanan airnya 0 bar dan kondisi aliran air sedikit sekali, kemudian tekanan air yang

masuk dinaikan maka ada tekanan air dan terjadi semprotan air, kemudian tekanan air

dinaikan juga terjadi ada tekanan air namun terjadi penuruanan tekanan air, bahkan

sampai dengan tekanan air 2 bar maka terjadi penuruanan tekanan 1,9 bar. Penurunan

tekanan terjadi disebabkan karena lengkungan, kekasaran dan perubahan diamater pipa.

303

Prosiding Pertemuan I1miah Nasional Rekayasa Perangkat NuklirSerpong, 20 Nopember 2007

5. KESIMPULAN

ISSN 1693-3346

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

• Tekanan air 0,1 bar sampai dengan 2 bar maka terjadi penuruanan tekanan

• Data yang diperoleh untuk tekanan air 0,1 bar didapat penurunan tekanan 0 bar.

• Sedangkan untuk tekanan air 2 bar, maka terjadi penurunan didapat tekanan 1,9 bar.

DAFT AR PUST AKA

1. Khurmi, 2001, A Textbook Of Fluid Mechanics, S.Chand & Company LTD,

New Delhi.

2. Popov.E.P. 1990, Engineering Machinecs of Solids, Preutice Hall,

Inc, Engelwood Chiffes, New Jercey.

3. Nierman, G, 1978, Machinecs Element, Vol H, Sis 0 ed, Berlin.

4. Ernest) Doebelin, 1990 Measurement System: Application And Design,

4th Ed, McGraw-Hili Publishing Company, Singapore.

5. Sularso, 1981, Pompa dan Kompressor, Erlangga, Jakarta.

6. Karassik I.J., 1986, Pump Handbook, McGraw-Hill, New York.

304

analisa penurunan tekanan air pada pip a lengkung

Documents