fluid circuit friction experimental...

FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS

LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2020/2021

MODUL PRAKTIKUM

BAB II


2.1 Tujuan Praktikum

1. Mengetahui pengaruh faktor gesekan aliran dalam berbagai bagian pipa pada bilangan

Reynolds tertentu.

2. Mengetahui pengaruh koefisien head dalam, glove valve, gate valve dan cock pada

bilangan Reynolds tertentu.

3. Mengetahui koefisien aliran untuk orifice, nozzle dan pipa venturi.

2.2 Alat Pengujian

2.2.1 Spesifikasi Alat

Gambar 2.1 Fluid Circuit Friction Experimental Apparatus Sumber : Laboratorium Fenomena Dasar Mesin Universitas Brawijaya (2020)

Model : FLEA-2000AL

Pompa

Laju aliran x head : 73 liter/menit x 15 m



MODUL PRAKTIKUM

Motor Penggerak

Daya : 0,75 kW

Tangki penyimpanan air

Kapasitas : 50 – 100 liter

Pengaturan kerugian gesek

Jaringan pipa, nominal (in) : ½ B, ¾ B, 1 B, 1 1/4 B

Perubahan penampang : Pembesaran dan pengecilan langsung,

pembesaran dan pengecilan secara

berangsurangsur.

Peralatan pipa : Katup pintu air (gerbang), katup bola, dan

kran.

Belokan : 900 – radius kecil dengan penghubung ulir

(sekrup) dan radius besar yang disambung

dengan las.

Peralatan

Flow meter : Orifice meter, nozzle, venturimeter,

rotameter.

Manometer pipa U (air raksa) : 550 mm (air raksa tidak disuplai)

Manometer pipa U terbalik (air) : 550 mm

Penunjuk tekanan : 32 point

Kebutuhan Pendukung

1. Listrik 3 fase 220/380 v, 50/60 Hz

2. Suplai air dingin pada tekanan utama (mains) dan kering.

Dimensi dan Berat

Panjang : 3200 mm

Lebar : 700 mm

Tinggi : 1700 mm

Volume : 8 m3

Berat : 800 kg



MODUL PRAKTIKUM

2.2.2 Gambaran Umum



MODUL PRAKTIKUM

2.2.3 Water Pipe Line Detail



MODUL PRAKTIKUM

2.2.4 Panel and Pressure Lead Tubes Connection Detail



MODUL PRAKTIKUM

2.2.5 Electric Circuit



MODUL PRAKTIKUM

2.3 Pengambilan Data

2.3.1 Eksperimen untuk Mengukur Kerugian Gesek pada Pipa

1. Tujuan

Untuk mengetauhi kebiasaan atau prilaku fluida incompressible pada jaringan

saluran (piping), khususnya kerugian gesekan fluida.

Tekanan diferensial pada Δh 25-26, Δh 23-24, Δh 21-22, Δh 19-20 yang berhubungan

dengan laju aliran (Q), pada berbagai atau diameter pipa (1/2B,

3/4B, 1B, 1

1/4B) diukur

dan dihitung untuk mendapatkan factor gesekan (λ25-26, λ23-24, λ21-22, λ19-20) yang

berhubungan dengan gesekan pada bilangan Reynolds.

2. Peralatan Eksperimen

Gambar terlampir (gambar 4-1)

3. Pelaksanaan Percobaan

a. Persiapan

1. Tutup semua katup ventilasi udara, katup pressure tapping selection dan

katup pembuangan (kontrol aliran).

2. Buka semua katup pengatur aliran, katup bola, katup gerbang (gate

valve), drank ram (cock) agar air dapat mengalir.

3. Tekan switch motor penggerak pada posisi ON agar pompa dapat

bekerja mensirkulasi air.

4. Buka katup ventilasi udara (katup VA-1 dan VA-2) untuk mengeluarkan

udara dari jaringan pipa.

b. Pengukuran

1. Putar katup kontrol aliran (VF-1) untuk mengubah debit aliran yang

diinginkan, debit aliran dapat dilihat pada Rotameter.

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

3. Buka katup ventilasi manometer air.

4. Buka katup pada pressure tapping selection untuk mengetahui perbedaan

tekanan antara dua titik (hanya dua katup yang terbuka); apabila ingin

mengetahui perbedaan tekanan dititik yang lain, tutup katup dan buka

pada katup yang diinginkan dan seterusnya.

5. Amati perbedaan tekanan yang terjadi pada manometer air.

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



MODUL PRAKTIKUM

4. Pengukuran dan Perhitungan

a. Hasil Pengukuran

1. Tekanan diferensial : - Δh 25-26, Δh 23-24, Δh 21-22, Δh 19-20

2. Laju aliran aktual perjam : - Q (m3/jam)

b. Perhitungan dan Persamaan

1. Laju aliran perdetik – Q1 (m3/detik)

dengan Q didapat dari Rotameter

2. Konversi satuan tekanan mmHg

Δh (mmH2O)= 13.6 x Δh (mmHg)

3. Kecepatan air dalam pipa – V (m/s)

dengan d adalah diameter dalam pipa, yaitu:

d 1/2B = 0,0161 m

d 3/4B = 0,0216 m

d 1B = 0,0276 m

d 11/4B = 0,0357 m

d 2B = 0,0529 m.

4. Faktor gesekan untuk air dalam pipa – λ

dengan h adalah tekanan diferensial yaitu Δh 25-26, Δh 23-24, Δh 21-22, Δh 19-20

(mH2O), dan l adalah panjang pipa = 2 m

5. Bilangan Reynolds untuk aliran air dalam pipa

dimana adalah viskositas kinematik air pada temperature T0C (m

2/s)

5. Hasil Akhir

a. Catatan Hasil

Catatan hasil harga pengukuran dan perhitungan dimasukan pada table

b. Grafik



MODUL PRAKTIKUM

Dari hasil perhitungan kurva (mulus) hubungan antara kerugian gesek pada

pipa dan bilangan Reynolds.

λ

Red



MODUL PRAKTIKUM

2.3.2 Eksperimen untuk Mengukur Kerugian Head pada Peralatan Pipa

1. Tujuan

Untuk mengetahui kebiasaan atau perilaku fluida incompressible pada jaringan

pipa, khususnya kerugian head fluida pada peralatan pipa. Tekanan diferensial, yang

berhubungan dengan laju aliran pada peralatan pipa, yaitu glove valve, gate valve dan

cock valve. diukur dan dihitung untuk mendapatkan koefisien kerugian head yang

berhubungan dengan kerugian gesekan pada bilangan Reynolds.


Gambar terlampir (Gambar 4-1).

3. Pelaksanaan Pengujian

a. Persiapan



2. Buka semua katup pengatur aliran, katup bola, katup gerbang (gate valve),

drank ram (cock) agar air dapat mengalir.





b. Pengukuran


diinginkan, debit aliran dapat dilihat dari Rotameter.

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






pada katup yang yang diinginkan dan seterusnya.




MODUL PRAKTIKUM


1. Hasil Pengukuran

a. Tekanan diferensial yang berhubungan dengan kerugian head pada glove

valve (Δh 9-10) , gate valve (Δh 7-8), dan cock (Δh 11-12)

b.Laju aliran aktual per-jam Q (m3/s)

b. Perhitungan dan Persamaan

a. Laju aliran perdetik – Q1 (m3/detik)


2. Konversi satuan tekanan mmHg


3. Kecepatan air dalam pipa – V (m/s)


d 1/2B = 0,0161 m

d 3/4B = 0,0216 m

d 1B = 0,0276 m

d 11/4B = 0,0357 m

d 2B = 0,0529 m.

4. Koefisien kerugian head pada glove valve, gate valve, dan cock valve – ζ9-10, ζ7-

8, ζ11-12

Dengan h adalah Δh 9-10, Δh 11-12, Δh 7-8

5. Bilangan Reynolds untuk aliran air dalam pipa

(

) (

)


2/s)



MODUL PRAKTIKUM

5. Hasil Akhir

a. Catatan Hasil


b. Grafik



ζ

Red 1 1/4



MODUL PRAKTIKUM

2.3.3 Eksperimen untuk Pengukuran dengan Orifice, Nozzle, dan Tabung Venturi

1. Tujuan

Untuk mengetahui kebiasaan atau perilaku (behavior) fluida incompressible pada

jaringan pipa khususnya pengukuran laju aliran dan teorinya. Tekanan differensial (ho,

hn, hv) yang berhubungan dengan laju aliran pada Orifice, Nozzle, dan pipa Venturi,

diukur dan digunakan untuk menghitung koefisien (Co, Cn, Cv) untuk menentukan

hubungan laju aliran pada pipa dengan bilangan Reynolds.


Gambar terlampir (Gambar 4-1).

3. Pelaksanaan Pengujian

a. Persiapan



2. Buka semua katup pengatur aliran, katup bola, katup gerbang (gate valve),

drank ram (cock) agar air dapat mengalir.





b. Pengukuran


diinginkan, debit aliran dapat dilihat dari Rotameter.






pada katup yang yang diinginkan dan seterusnya.


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



MODUL PRAKTIKUM


2. Hasil Pengukuran

1. Tekanan diferensial yang dihasilkan oleh Orifice h’o (mHg)

2. Tekanan diferensial yang dihasilkan oleh Nozzle h’n (mHg)

3. Tekanan diferensial yang dihasilkan oleh pipa Venturi h’v (mHg)

4. Laju aliran aktual per-jam Q (m3/jam)

5. Temperatur air T (0C)

2. Perhitungan dan Persamaan

a. Laju aliran perdetik – Q1 (m3/detik)



b. Laju aliran teoritis pada Orifice – Qo (m3/detik)

√

Dengan :

do = diameter Orifice (0,0114m)

g = 9,8 m/s2

ho = 13,6 x h’o

ho = Perbedaan tekanan antara tingkat yang atas dan bawah pada Orifice

(mH2O)

h’o = Pembacaan dari perbedaan merkuri kolom pada pipa manometer U

air raksa (mHg)

c. Laju aliran teoritis pada Nozzle – Qn (m3/detik)

√

Dengan :

dn = Diameter Orifice (0,012m)

g = 9,8 m/s2

hn = 13,6 x h’o

hn = perbedaan tekanan antara tingkat yang atas dan bawah pada Nozzle

(mH2O)



MODUL PRAKTIKUM

h’n = pembacaan dari perbedaan merkuri kolom pada pipa manometer U air

raksa (mHg)

d. Laju aliran teoritis pada Venturi – Qv (m3/detik)

√

Dengan :

do = diameter venturi (0,0114m)

g = 9,8 m/s2

ho = 13,6 x h’o

ho = Perbedaan tekanan antara tingkat yang atas dan bawah pada Orifice

(mH2O)

h’o = Pembacaan dari perbedaan merkuri kolom pada pipa manometer U

air raksa (mHg)

e. Koefisien aliran pada Orifice, Nozzle, dan pipa Venturi – Co, Cn, Cv

f. Bilangan Reynolds untuk aliran air dalam pipa

(

) (

)


2/s)

g. Kecepatan air dalam pipa – V (m/s)


d 1/2B = 0,0161 m

d 3/4B = 0,0216 m

d 1B = 0,0276 m

d 11/4B = 0,0357 m



MODUL PRAKTIKUM

d 2B = 0,0529 m.

5. Hasil Akhir

a. Catatan Hasil


b. Grafik



ζ

Red 1 1/4



MODUL PRAKTIKUM

2.4 Pembahasan

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................



MODUL PRAKTIKUM

fluid circuit friction experimental...

Documents