bab 1 impact of jet.docx

BAB I

IMPACT OF JET

1.1 PENDAHULUAN

Dalam dunia konversi energi diperlukan suatu perhitungan untuk

menentukan momentum yang terjadi pada suatu benda dari kecepatan fluida yang

menumbuk benda tersebut. Seperti pengikisan karang yang terjadi di laut

merupakan salah satu peristiwa dalam percobaan impact of jet. Jika kita tahu

besaran momentum yang terjadi pada pengikisan karang tersebut maka kita bisa

membangun sebuah PLTU di dekat laut lebih aman.

Pancaran (jet) dari suatu fluida selalu mempunyai kecepatan, oleh karena itu

jet juga memiliki energi kinetik. Jika ada penghalang yang berada pada lintasan

gerak dari pancaran maka akan menerima gaya dinamik yang disebut sebagai

impact of jet.

(Fakultas Teknik UNY, Lab Sheet, mekanika fluida : Yogyakarta,2008)

1.2 DASAR TEORI

1.2.1 Pengetahuan Umum Impact Of Jet

Jet impact didasarkan pada peristiwa tumbukan, dalam hal ini

tumbukan antara pancaran fluida dengan sudu (blade). Teori ini yang

mendasari adalah teori momentum untuk fluida. Secara umum prinsip kerja

impact of jet dapat dilihat pada skema gambar berikut:

Gambar 1.1 Skema dari fasilitas percobaan

(http://web.cesc.pdx.edu/~gerry/class/EAS361/lab4_impactofjet.pdf)

1

Gambar 1.2 Sketsa pengukuran peralatan jet impact :

a) tanpa pancaran jet dan

b) dengan jet.

(http://web.cesc.pdx.edu/~gerry/CEA/EAS361/lab4_impactofjet.pdf)

Putaran pompa dapat diatur untuk mengetahui perbedaan aliran air

yang akan timbul untuk menghasilkan momentum. Volumemeter diintegrasi

dan telah dipilih untuk suatu metoda pengukuran arus yang sangat berguna.

Tangki volumemeter dipasang untuk mengakomodasi laju alir tinggi atau

rendah.

Suatu katup peredam di dalam dasar tangki volumetric dioperasikan

oleh suatu pengontrol aktuator. Bukaan katup peredam mengembalikan

volume air yang terukur kepada air bah di dalam dasar bangku untuk

pendaurulangan. Suatu overflow di dalam tangki volumetrik menghindari

tejadinya genangan.

(Jobsheet Praktikum Fenomena Dasar 2012)

Jet impact ini didesain untuk digunakan dengan hydraulic bench

untuk membaca laju aliran air. Pada Gambar 1.4 dibawah ini menunjukkan

semburan nosel dengan laju aliran massa m kg/s sepanjang sumbu-x dengan

kecepatan u0 m/s kemudian kecepatan fluida keluar setelah didefleksikan

dengan sudut adalah ui m/s.

2

http://web.cesc.pdx.edu/~gerry/CEA/EAS361/lab4_impactofjet.pdf

Eksperimen ini didasarkan pada momentum yang terjadi akibat

tumbukan pancaran air dengan plat.

Gambar 1.3. Skema tumbukan air pada plat

(www.cee.mtu.edu/~datkwins/ce3600_labs/ impact_of_jet .pdf)/

EAS361/lab4_ impactofjet. pdf )

Air yang ditampung pada hydraulic bench, dipompa naik dengan

menggunakan pompa sentrifugal yang akhirnya terhubung dengan

perlengkapan jet impact melalui supply hose. Air yang terpompa dirubah

tekanannya menjadi lebih tinggi dengan menggunakan sebuah nosel pada

ujung selang air. Air yang keluar dengan tekanan yang lebih tinggi akan

menjadi sebuah gaya yang menumbuk plat yang berada di atasnya. Dari sini

kita dapat mengukur momentum yang terjadi akibat tumbukan air dengan

plat. Dapat dilihat dengan pengaturan jockey weight dan weight beam.

3

http://www.cee.mtu.edu/~datkwins/ce3600_labs/impact_of_jet.pdf)/EAS361/lab4_impactofjet.pdf

http://www.cee.mtu.edu/~datkwins/ce3600_labs/impact_of_jet.pdf)/EAS361/lab4_impactofjet.pdf

Gambar 1.4 Semburan aliran air dari nosel mengenai vane


Laju momentum masuk sistem dalam sumbu-x adalah:

J=mu0 (kg m/s2)

Laju momentum meninggalkan sistem adalah:

J '=m u1cos β (kg m/s2)

Gaya vane pada arah x sama dengan perubahan laju momentum:

F=m ¿ (N)

Dalam keadaan ideal, nosel diasumsikan isotachatic atau kecepatan konstan

u0 = ui

F=mu0¿ (N)

Keterangan :

F = Gaya fluida yang keluar dari nosel (N)

= Sudut defleksi (0)

u0= Kecepatanfluida sebelum terdefleksi (m/s)

u1= Kecepatan fluida setelah terdefleksi (m/s)

Tabel 1.1 Pengaruh bentuk vane terhadap gaya vane

(Jobsheet Praktikum Fenomena Dasar 2012)4

Bentuk vane F 900 m u0

1200 1,5 m u0

1800 2 m u0

\ 300 0,87 m u0

Prinsip kerja nosel:

Hukum Bernoulli:

P1+ρV 2

12

+ρgz 1= P1+ρV 2

22

+ρgz 2

Hukum kontinuitas :

A1V1= A1V1 V2=V1( A 1A 2 )= V1( P 1

P 2 )P1-P2=ρ ( z2−z1 )+ρ+(V 1

V 2 )¿ΔP=ρ ( z2−z1 )+ρ+(V 1

V 2 )¿Keterangan :

ρ= Masa jenis air (kg/m3)

A= Luas penampang (m2)

V = Volume bench (m3)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

P = Tekanan (pascal)

v = kecepatan (m/s2)

z = tinggi fluida (m)

hL = beda ketinggian (m)

1.2.2 Tujuan

Tujuan dari praktikum Impact of Jet adalah:

1. Praktikan dapat mengukur besarnya gaya tolak yang diakibatkan oleh

semburan air melalui nosel.

2. Praktikan dapat mengetahui pengaruh bentuk permukaan vane terhadap

besarnya gaya yang ditimbulkan oleh semburan air melalui nosel.

3. Praktikan dapat mengetahui prinsip kerja nosel yaitu mengubah tekanan

menjadi kecepatan.


1.2.3 Rumus Perhitungan

5

Rumus perhitungan yang digunakan pada pengujian impact of jet

adalah sebagai berikut:

1. Laju aliran massa (m ¿

m= ρ xVt

=103 x Vt

(m /s) 4.1

2. Kecepatan fluida keluar dari nosel (u)

u= mρA

= m

103 .78,5 x10−6=12,75 m(m /s) 4.2

3. Kecepatan fluida sebelum terdefleksi (u0)

u0=√u2−2gs = √u2−2 x 9,81 x 0,035

¿√u2−0,687 (m /s ) 4.3

4. Momentum masuk sistem (J)

J=uo x m(kg.m/s2) 4.4

5. Momentum meninggalkan sistem (J’)

J '=uo x m x cos β(kg.m/s2) 4.5

6. Laju perubahan momentum (ΔJ)

ΔJ= J – J’ (kg.m/s2) 4.6

7. Gaya pada vane(F)

F=4. g . y (N) 4.7

dimana:

V = volume bench (m3)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

y = posisi jockey weight dari titik 0 (m)

m = laju aliran massa (kg/s)

= Sudut defleksi (0)

u0= Kecepatanfluida sebelum terdefleksi (m/s)

u1 = Kecepatan fluida setelah terdefleksi (m/s)

= Massa jenis air (kg/m3)

6

1.2.4 Aplikasi Impact Of Jet

1. Water rocket

Water rocket (roket air) adalah suatu rocket yang meluncur

dengan memanfaatkan perubahan tekanan menjadi kecepatan. Pada

roketnya dipasang nosel. Kemudian roket tersebut menggunakan fluida

berupa air sebagai tenaganya yang kemudian dipasang diluncurkan dan

diberi kompresi sehingga roketnya akan meluncur.

Gambar 1.5 Water rocket

(www.google.com/waterrocket.htm)

2 Water jet cutting (abrasivejets)

Sebuah jet air untuk memotong bagian logam dengan aliran

(sangat) tinggi tekanan airnya.

Gambar 1.6Abrasivejets

(www.google.com/abrasivejets.htm)

7

3 Jet-injector

Alat ini memiliki tekanan super tinggi yang membuat obat yang

akan disuntikkan mampu melalui kulit tanpa perlu melubangi kulit.

Gambar 1.7 Jet injector

(www.google.com/jetinjector.htm)

4 Steam pada pembersihan kendaraan

Pada prinsipnya alat ini merubah tekanan menjadi kecepatan

sehingga dapat membersihkan kendaraan dari debu maupun lumpur.

Gambar 1.8 Steam untuk membersihkan motor

(www.google.com/steam.htm)

8

1.2.5 Alat dan Prosedur Percobaan

1.2.5.1 Bagian-Bagian Alat beserta Fungsinya

Gambar 1.9 Keseluruhan alat percobaan

(Lab. Thermo fluid 2012)

1. Impact of jet

Gambar 1.10 Impact of jet

Impact of jet ini digunakan untuk mengetahui

besarnya gaya dorong akibat adanya perubahan tekanan

menjadi kecepatan.


9

2. Hydraulic bench

Gambar 1.11 Hydraulic bench

Hydraulic bench adalah suatu unit perangkat yang

dapat digunakan secara portable dengan berbagai asesorisnya

dalam suatu modul pengujian.


3. Supply hose dan drain pipe

supply hose

drain pipe

Gambar 1.12 Supply hose dan dry hose

Supply hose berfungsi untuk menyediakan suplai air

yang berasal dari pompa sentrifugal untuk disalurkan ke nosel.

Drain pipe berfungsi sebagai saluran buang air.


10

4. Jockey weight dan weight beam

jockey weight

weightbeam

Gambar 1.13 Jockey weight dan weight beam

Jockey weight berfungsi sebagai pemberat. Weight

Beam adalah suatu plat uji tertentu yang berputar pada

bantalan yang presisi di salah satu ujungnya dan mempunyai

skala tertentu di sepanjang batangnya. Weight beam ini

bersama-sama jockey weight digunakan untuk mengukur gaya

semprot dari nozzle.


5. Beberapa buah vane

(a) (b)

Gambar 1.14 a. vane cekung, b.vane datar

Untuk mengetahui variasi gaya akibat bentuk pancaran

balik aliran yang berbeda.


11

6. Nozzle

Gambar 1.15 Nozzle

Nozzle berfungsi untuk mempercepat aliran dari air.


7. Volumemeter dan stopwatch

a. b.

Gambar 1.16 a. volumemeter dan b. stopwatch

Volumemeter berfungsi untuk mengukur laju atau

volume dari air. Stopwatch untuk mengukur waktu yang

dibutuhkan hingga volume terpenuhi.


12

8. Adjusting nut dan spring

adjusting nut

spring

Gambar 1.17 Adjusting nut dan spring

Adjusting nut untuk menyeting nol posisi awal dari

weight beam. Spring sebagai tahanan gaya dorong yang

dihasilkan.


9. Tally

Gambar 1.18 Tally

Tally berfungsi untuk mengembalikan weight beam ke

dalam posisi horizontal pada tiap waktu pembacaan

dibutuhkan.


13

10. Retaining screw

Gambar 1.19 Retaining screw

Retaining screw berfungsi untuk mengikat vane pada

weight beam.


11. Outlet valve

Gambar 1.20 Outletvalve

Outlet valve berfungsi untuk mengatur variasi bukaan

penuh, 2/3, dan 1/3.


12. Control panel

Gambar 1.19 Control panel

Control panel berfungsi untuk mengatur putaran dari

motor listrik dan menunjukkan besarnya putaran dan torsi.


14

13. Pompa sentrifugal dan motor listrik

motor listrik

pompa sentrifugal

Gambar 1.20 Pompa sentrifugal dan motor listrik

Pompa sentrifugal berfungsi untuk mengalirkan air dari

hydraulic bench menuju supply hose. Motor listrik berfungsi

untuk memutar poros pompa sentrifugal.


14. Tachometer

Gambar 1.21 Tachometer

Tachometer berfungsi untuk mengukur kecepatan

putaran motor listrik (rpm).


15

15. Dynamometer

Gambar 1.22 Dynamometer

Dynamometer berfungsi mengukur torsi yang

dibutuhkan pada saat pengujian.


1.2.5.2 Prosedur Pengujian

Dalam melakukan percobaan terdapat langkah kerja sebagai berikut:

1. Meletakan impact of ajet di atas hydraulic bench.

2. Menyambung pipa air ke supply hose

3. Meletakan jockey weight pada posisi nol

4. Memutar pengatur pegas sehingga weigh beam dalam kondisi

kesetimbangan

5. Memasang vane datar

6. Mengatur variasi bukaan penuh, 2/3, dan 1/3.

7. Mengatur rpm motor 1300 dan 1600

8. Mengatur jockey weight sehingga posisi weight beam konsisinya

setimbang, mencatat berapa skala yang terbaca pada weight beam dari

posisi nol

9. Mencatat waktu yang dibutuhkan hingga volume pada hydraulic bench

mencapai 5 liter.

10. Mencatat nilai y dan torsi.

11. Lakukan kembali langkah no.5–8 dengan menggunakan vane cekung.

12. Matikan motor dan membuat tabel.


16

1.3 PENGOLAHAN DATA

1.3.1 Data Hasil Praktikum

Data standar pengujian:

Massa jenis air () = 103 kg/m3

Diameter nosel (d) = 10 mm

Luas penampang nosel (A) = 78, 5 mm2

Massa dari jockey weight (m) = 0,6 kg

Jarak antara pusat vane dengan daerah batas = 0,15 m

Tinggi vane diatas nosel (s) = 35 mm

1. Data putaran Motor 1250 rpm

a. Vane Datar

Tabel 1.2 Data hasil praktikum vane datar kecepatan 1300 rpm

BukaanV

(liter)

y

(mm)

Torsi

(N.m)

Waktu (detik)

T1 T2 T3

Buka

penuh5 20 0.13 22.50 23.26 23.49 22. 08

Buka 2/3 5 19 0.13 23.31 23.49 24.48 22.76

Buka 1/3 5 10 0.12 28.48 28.80 29.65 28.98

b. Vane Cekung

Tabel 1.3 Data hasil praktikum vane cekung kecepatan 1300 rpm

BukaanV

(liter)

y

(mm)

Torsi

(N.m)

Waktu (detik)

T1 T2 T3

Buka

penuh 538

0. 0721.37 15.54 15.70 15.59

Buka 2/3 5 36 0. 08 23.10 16.33 16.65 16.65

Buka 1/3 5 28 0. 08 18.24 18. 09 18.72 17.91

17

2. Data putaran Motor 1500 rpm

b. Vane Datar

Tabel 1.4 Data hasil praktikum vane datar kecepatan 1600 rpm

BukaanV

(liter)

y

(mm)

Torsi

(N.m)

Waktu(detik)

T1 T2 T3

Buka

penuh 541

0.1715.52 15.54 15.70 15.59

Buka 2/3 5 39 0.18 15.39 16.33 16.65 16.65

Buka 1/3 5 32 0.18 18.24 18. 09 18.72 17.91

c. Vane Cekung

Tabel 1.5 Data hasil praktikum vane cekung kecepatan 1600 rpm

BukaanV

(liter)

y

(mm)

Torsi

(N.m)

Waktu (detik)

T1 T2 T3

Buka

penuh5 90 0,13 13.04 13.67 13.17 13.29

Buka 2/3 5 89 0,13 14.06 14.47 14.32 14.28

Buka 1/3 5 87 0,12 15.37 14.03 14.7 14.70

1.3.2 Perhitungan 1 sampel kecepatan 1300 rpm

1. Perhitungan 1 sampel untuk vane datar.

a. Perhitungan untuk vane datar untuk kecepatan 1300 rpm

Bukaan Penuh

1) Laju Aliran Massa

m¿= ρ×V

t=1 000×0 , 005

21. 36=0 ,232 kg/s

2) Kecepatan keluar dari nozzle setelah terdefleksi

18

u=12, 75 ×m¿

=12 ,75×0 , 231=2 . 952m/s

3) Kecepatan masuk fluida

u0=√u2−0 , 687

=√2 .9522−0 ,687= 2.83 m/s

4) Momentum masuk sistem dalam sumbu X

J=u0×m¿

= 2.83x0.232 = 0.656kg.m/s²

5) Momentum meninggalkan sistem

J '=m¿

×u0×cos β

Dimana untuk vane datar β = 90°

J’ = 0.232 x 2.83 x cos 90°

= 0kg.m/s2

6) Laju perubahan momentum (ΔJ)

ΔJ= J-J’

= 0,656 – 0

= 0,656kg.m/s2

7) Gaya vane

F = mx

. g . y= 0.60.15

. g . y

F=4×g× y=39 . 2 y = 39,2x 0,023

= 0.91N

19

b. Perhitungan ralat

1) Laju aliran massa

m¿= ρ×V

t Dimana : m¿

= Laju aliran massa

p = massa jenis air

V = volume

t = waktu

∂m¿

∂ t=− ρ×V

t2

∂m¿

∂ t=−1000×0 , 005

21 .212=0 . 011

kg/s

Δ m¿

=∂ m¿

∂ t×ΔT

= 0.011 x 0,005 = 5.56 x10-5 kg/s

a) Ralat nisbi ( RN )

= Δ m¿

m¿ ×100 % =0 . 0000556

0 , 414x100 %

= 0,013 %

b) Keseksamaan

=100 %−0 ,013 %= 99,987 %

2) Kecepatan keluar dari nozzle

u=12, 75× m¿

20

Δu=( ∂u

∂m¿ )×Δm

¿

=12 , 75×0 , 000056=0 ,0007 m /s

a) Ralat nisbi ( RN ) =

Δuu

×100 %=0 , 00072.952

×100 %=0 , 024 %

b) Keseksamaan = 100% -RN = 100% - 0,024%

= 99,976%

3) Kecepatan masuk

u0=√u2−0 , 687

∂u0

∂u= u

√u2−0 , 687= 2 .952

√2. 9522−0 , 687

∂u0

∂u=1 ,042

m/s

Δu0=(∂ u0

∂u )×Δu=1 ,042×0 . 0007=0 , 00073m/s

a) Ralat nisbi (RN)

=Δu0

u0

×100 %=0 ,00075 , 23

×100 %=0 ,024 %

b) Keseksamaan = 100% - 0,024% = 99,976%

4) Momentum masuk sistem

J=u0×m¿

∂ J

∂m¿ =u0=2 . 952

m/s

∂ J∂u0

=m¿=0 , 232 kg /s

21

,2.95290sin'

um

J

ΔJ =( ∂ J

∂ m¿ )×( Δm

¿ )+( ∂ J∂u0 )×( Δu0)

ΔJ =0 ,232×0 .000056+0 ,232×0 ,00073=0 ,00018

a) Ralat nisbi (RN) =

ΔJJ

×100%=0 ,000180.656

×100%=0 ,027%

b) Keseksamaan = 100% - 0,027% = 99,973%

5) Momentum meningalkan sistem

J '=m¿

×u0×cos β=0

∂ J '∂u

=−m×sin 90=0 .232

ΔJ '=(∂ J '∂ u )×( Δu )+(∂ J '

∂ m¿ )×( Δ m

¿ )=0. 00017+0 , 00016

ΔJ '=0 ,00033


ΔJ 'J '

×100 %=0 ,000330

×100 %

= ~ (tak terdefinisikan )

b) Keseksamaan = 100% - RN = ~ (tak terdefinisikan)

6) Gaya vane

F = mx

. g . y= 0.60.15

. g . y

F=4×g× y=39 , 24× y

∂ F∂ y

=39 ,24

Δy=½×skala terkecil=½×0 ,001=0 ,0005

22

ΔF=(∂ F∂ y )×Δy=39 ,24×0 ,0005=0 , 0196 N

a) Ralat nisbi (RN)

= ΔFF

×100 %=0 ,01960 .84

×100 %=2 .33 %

b) Keseksamaan = 100% - RN = 100% - 2.33% = 97.67%

2. Perhitungan untuk 1 sampel vane cekung

a. Perhitungan 1 sampel putaran 1300rpm

1) Perhitungan untuk vane datar, kecepatan 1300 rpm,

Bukaan Penuh

a) Laju Aliran Massa

m¿= ρ×V

t=1000×0 , 005

21, 21=0 ,24 kg /s

b) Kecepatan keluar dari nozzle setelah terdefleksi

u=12, 75 ×m¿

=12 ,75×0 , 24=3 , 01m/s

c) Kecepatan masuk fluida

u0=√u2−0 , 687

=√3 ,012−0 ,687= 2,89 m/s

d) Momentum masuk sistem dalam sumbu X

J=u0×m¿

= 2,89 x 0,24 = 0,68 kg.m/s²

e) Momentum meninggalkan sistem

J '=m¿

×u0×cos β

23

Dimana untuk vane cekung β = 180°

J’ = 0,24 x 5,23 x cos 180°

= -0,68 kg.m/s2

8) Laju perubahan momentum

ΔJ = J-J’

= 0,68 – (-0,68)

= 1,36kg.m/s2

f) Gaya Vane

F = mx

. g . y= 0.60.15

. g . y

F=4×g× y=39 . 24 y

=39,24 x 40

1000

= 1,57N

b. Perhitungan Ralat

1) Laju aliran massa

m¿= ρ×V

t Dimana : m¿

= Laju aliran massa

ρ = massa jenis air

V = volume

t = waktu

∂m¿

∂ t=−

ρ×Q ty

t2

∂m¿

∂ t=−1000×0 ,005

21 .602=0 , 011

kg/s

24

Δ m¿

=∂ m¿

∂ t×ΔT

= 0,011 x 0,005 = 5.5x10-5 kg/s

b) Ralat nisbi ( RN )

= Δ m¿

m¿ ×100 % =0 , 000055

0 ,24100 %

= 0,029%

c) Keseksamaan

=100 %−0 ,029 % = 99,971%

2) Kecepatan keluar dari nozzle

u=12, 75× m

Δu=( ∂u

∂m¿ )×Δm=12 , 75×0 , 000055=0 ,0007 m /s

a) Ralat nisbi ( RN ) =

Δuu

×100 %=0 , 00073.01

×100 %=0 , 023 %

b) Keseksamaan = 100% - RN = 100% - 0,023% = 99,977%

3) Kecepatan masuk

u0=√u2−0 , 687

∂u0

∂u= u

√u2−0 ,687= 3 .01

√3 .012−0 ,687

25

∂u0

∂u=1 ,04

m/s

Δu0=(∂ u0

∂u )×Δu=1 ,04×0 .0007=0 ,00073m/s

a) Ralat nisbi (RN)

=Δu0

u0

×100 %=0 ,000732 . 89

×100%=0 ,025 %

b) Keseksamaan = 100% - 0,025% = 99,975%

4) Momentum masuk sistem

J=u0×m¿

∂ J

∂m¿ =u0=2 .89

m/s

∂ J∂u0

=m¿=0 ,24

ΔJ =( ∂ J

∂ m¿ )×( Δm

¿ )+( ∂ J∂u0 )×( Δu0)

ΔJ =2. 89×0 , 000055+0 ,24×0 , 00073=0 , 00033

a) Ralat Nisbi (RN) =

ΔJJ

×100%=0 ,000330 .68

×100%=0 , 05 %

b) Keseksamaan = 100% - 0,05 % = 99,95%

5) Momentum meninggalkan sistem

J '=m¿

×u0×cos β=0

∂ J '∂u

=−m¿×sin 180=0.24

26

,3.01180sin'

um

J

ΔJ '=(∂ J '∂ u )×( Δu )+(∂ J '

∂ m¿ )×( Δ m

¿ )=0 ,00018+0 ,0002

ΔJ '=0 , 00038a) Ralat nisbi (RN) =

ΔJ 'J '

×100 %=0 ,000380

×100 %

= ~ (tak terdefinisikan )

b) Keseksamaan = 100% - RN = ~ (tak terdefinisikan)

6) Gaya vane

F = mx

. g . y= 0.60.15

. g . y

F=4×g× y=39 ,2× y

∂ F∂ y

=39 ,2

Δy=½×skala terkecil=½×0 , 001=0 , 0005

ΔF=(∂ F∂ y )×Δy=39 ,2×0 , 0005=0 ,0196 N


ΔFF

×100%=0 , 01960 .91

×100%=2 .15%

b) Keseksamaan = 100% - RN = 100% - 1,473% = 97.85%

27

1.3.3 Hasil data perhitungan dan Analisa

a. Tabel hasil perhitungan kecepatan 1300 rpm

VANE DATAR

Tabel 1.6 Hasil perhitungan kecepatan 1300 rpm pada vane datar

Kecepatan Bukaanm (Kg/s) U (m/s) Uо (m/s)

J (Kg.m/s²)

J' (Kg.m/s²)

ΔJ(Kg.m/s²) F

1300Bukaan Penuh 0.232 2.952 2.83 0.656 0 0.66 0.84Bukaan 2/3 0.225 2.868 2.75 0.617 0 0.62 0.87Bukaan 1/3 0.218 2.781 2.65 0.579 0 0.58 0.91

VANE CEKUNG

Tabel 1.7 Hasil perhitungan kecepatan 1300 rpm pada vane cekung

Kecepatan Bukaanm (Kg/s) U (m/s) Uо (m/s) J (Kg.m/s²)

J' (Kg.m/s²)

ΔJ(Kg.m/s²) F

1300

Bukaan Penuh 0.24 3.01 2.89 0.68 -0.68 1.36 1.57

Bukaan 2/3 0.23 2.95 2.83 0.66 -0.66 1.31 1.53

Bukaan 1/3 0.22 2.84 2.72 0.61 -0.61 1.21 1.49

28

b. Tabel hasil perhitungan kecepatan 1600 rpm

` VANE DATAR

Tabel 1.8 Hasil perhitungan kecepatan 1600 rpm pada vane datar

Kecepatan Bukaanm (Kg/s) U (m/s) Uо (m/s)

J (Kg.m/s²)

J' (Kg.m/s²)

ΔJ (Kg.m/s²) F

1600

Bukaan Penuh 0.371 4.732 4.66 1.729 0 1.729 1.93

Bukaan 2/3 0.358 4.563 4.49 1.606 0 1.606 1.89

Bukaan 1/3 0.342 4.366 4.29 1.468 0 1.468 1.81

VANE CEKUNG

Tabel 1.9 Hasil perhitungan kecepatan 1600 rpm pada vane cekung

Kecepatan Bukaanm (Kg/s) U (m/s) Uо (m/s) J (Kg.m/s²) J' (Kg.m/s²)

ΔJ (Kg.m/s²) F

1600

Bukaan Penuh 0.38 4.80 4.72 1.78 -1.78 3.55 3.53

Bukaan 2/3 0.35 4.46 4.39 1.54 -1.54 3.07 3.49

Bukaan 1/3 0.34 4.34 4.26 1.45 -1.45 2.90 3.41

29

5.3.4. Grafik dan Analisis Grafik

1. Grafik dan analisa pada kecepatan 1300 rpm

0.560.58 0.6 0.620.640.660.68 0.70.7000000000000010.8000000000000010.900000000000001

11.11.21.31.41.51.6 0.68, 1.57

bukaan penuh0.66, 1.53

bukaan 2/30.61, 1.49

bukaan 1/3

0.656, 0.84bukaan penuh

0.617, 0.87bukaan 2/3

0.579, 0.91bukaan 1/3

Grafik Perbandingan LajuMomentum (J) dengan Gaya (F) pada 1300 rpm

vane datarvane cekung

Laju momentum (N)

Gaya

(N)

Gambar 1.23 Grafik perbandingan laju momentum (J) dengan gaya (F) pada

1300 rpm

Analisa grafik

Dari grafik yang terdapat pada gambar 1.25 terlihat dengan jelas

bahwa perbandingan antara momentum dan gaya pada vane cekung lebih

besar dibandingkan pada vane datar. Semakin besar bukaan pada katup

(1/3 ,2/3, dan penuh) juga mendapatkan perbandingan nilai gaya dan

momentum yang lebih besar. Jika dibandingkan antara vane cekung dan

vane datar pada bukaan penuh hasil perbandingan gaya dan momentum pada

vane cekung dan vane datar bernilai 2,31 : 1.28. Jadi nilai perbandingan

vane cekung hampir 2 kali lipatnya vane datar.

30

2. Grafik dan analisa pada kecepatan 1600 rpm

1.3 1.35 1.4 1.45 1.5 1.55 1.6 1.65 1.7 1.75 1.81.71.92.12.32.52.72.93.13.33.5 1.78, 3.53

bukaan penuh1.54, 3.49

bukaan 2/31.45, 3.41

bukaan 1/3

1.729, 1.93bukaan penuh

1.606, 1.89bukaan 2/31.468, 1.81

bukaan 1/3

Grafik Perbandingan LajuMomentum (J) dengan Gaya (F) pada 1600 rpm

vane datarvane cekung

Laju momentum (N)

Gaya

(N)

Gambar 1.26 Grafik perbandingan laju momentum (J) dengan gaya (F) pada

1600 rpm

Analisa grafik

Dari grafik yang terdapat pada gambar 1.26 terlihat dengan jelas

bahwa perbandingan antara momentum dan gaya pada vane cekung lebih

besar dibandingkan pada vane datar. Semakin besar bukaan pada katup (1/3,

2/3, dan penuh) juga mendapatkan perbandingan nilai gaya dan momentum

yang lebih besar. Jika dibandingkan antara vane cekung dan vane datar pada

bukaan penuh hasil perbandingan gaya dan momentum pada vane cekung

dan vane datar bernilai 1,98 : 1,11. Jadi nilai perbandingan vane cekung

hampir 2 kali lipatnya vane datar.

.

31

5.4 KESIMPULAN DAN SARAN

5.4.1 Kesimpulan

1. Posisi jockey weight pada vane cekung memiliki nilai lebih besar dari

pada vane datar. Dari rumus dasar F=4 . g . y , dimana y adalah

posisi jockey weight.

Maka untuk vane cekung akan menghasilkan gaya tolak yang lebih besar

dibandingkan gaya tolak yang terjadi pada vane datar.

2. Dari kedua grafik baik untuk vane cekung maupun datar terlihat bahwa

nilai gaya (F) berbanding linear terhadap momentum masuk sistem (j) .

3. Karena pada nosel memiliki luas penampang yang lebih besar pada inlet

dibandingkan luas penampang outletnya maka tekanan pada inlet lebih

besar dan kecepatannya kecil sedangkan pada inlet tekanannya berkurang

dan kecepatannya besar. Berdasarkan persamaan bernoulli dapat

dibuktikan bahwa pada nosel tekanan dapat berubah menjadi kecepatan.

5.4.2 Saran

1. Agar kecepatan sudutnya tidak berubah maka sebaiknya pompa

sentrifugalnya jangan ditindih.

2. Karena tally sulit diposisikan tepat ditengah maka ketelitian dalam

membacanya harus ditingkatkan

3. Untuk mempermudah dalam pembacaan weight beam sebaiknya dibuat

penandaan step pada tally.

4. Untuk setiap sehabis ataupun sebelum praktikum alat-alat percobaan

diharapkan sesegera mungkin dikalibrasi lagi untuk mengurangi error

yang terjadi

32

bab 1 impact of jet.docx

Documents