modul praktikum mekflud ii

UNIT I

ALIRAN DALAM PIPA

A. PENDAHULUAN

Percobaan-percobaan aliran fluida dalam pipa ini mempergunakan “FLUID CIRCUIT

SYSTEM EXPERIMENT”, TECHNOVATE model 9009 yang skemanya dapat dilihat pada

gambar (flow diagram of aparatus).

Pada dasarnya alat ini terdiri dari empat buah pipa yang pada gambar (flow diagram

of aparatus) diberi huruf (A), (B), (C) dan (D), pompa dengan huruf (E), tangki penampung

air (F), sejumlah katub dan fitting, alat pengukur aliran (G), (H) dan (I), alat pengukur

tekanan/ manometer diferensial (J), lubang-lubang pengukur tekanan pada venturimeter (1-2),

orificemeter (3-4), pipa 1” (5-6), pipa ¾” (7-8), pipa ½” (9-10), pipa 3/8” (11-12), Gate Valve

¾” (8-13), fitting T (15-16), fitting Elbow (16-17). Empat buah pipa dari tembaga tipe L yang

disebutkan diatas mempunyai ukuran :

Ukuran nominal Outlet diameter Inlet diameter

1 inchi

¾ inchi

½ inchi

3/8 inchi

1,125 inchi

0,875 inchi

0,625 inchi

0,500 inchi

1,025 inchi

0,785 inchi

0,545 inchi

0,430 inchi

Katub-katub 18 s/d 27, fitting tertentu (Elbow dan T) dan tangki dapat dihubungkan

satu sama lain dengan pipa-pipa tersebut diatas dengan menggunakan kombinasi-kombinasi

katub yang lain sedemikian rupa, sehingga jalur aliran dapat berlangsung seperti yang

dikehendaki. Dengan cara ini dapat disusun lebih kurang 22 sirkuit. Masing-masing sirkuit

dapat dibuat sebagai sirkuit terbuka atau tertutup.

Pengukuran tekanan atau perbedaan tekanan dilakukan dengan dua pasang manometer

diferensial (J) yang terpasang pada satu kerangka.

Katub 30 dan 31 dipakai untuk mengatur sirkuit sesuai dengan yang dikehendaki,

sirkuit terbuka atau sirkuit tertutup. Tabung (K) dari bahan transparant, dimaksud untuk

mengamati sifat aliran yang mengalir didalammnya, laminer atau turbulen.

1

B. PERSIAPAN PELAKSANAAN PERCOBAAN

Apabila unit ini akan dipakai untuk pertama kali atau lama tidak dipakai didalam

pipa-pipa akan terdapat udara yang harus dikeluarkan lebih dahulu. Demikian pula dengan

udara yang terdapat didalam manometer serta pipa-pipa penghubungnya. Walaupun udara ini

tidak dapat dikeluarkan seluruhnya, tetapi dengan cara dibawah ini dapat diperoleh hasil yang

memuaskan.

1. Isi tangki (F) dengan 13 galon air bersih.

2. Saklar pompa pada posisi off.

3. Tutup katub 28, 29, dan 30, sedangkan yang lainnya terbuka.

4. Pasang pipa-pipa karet (pipa penghubung) dari manometer ke lubang-lubang

pengukuran yang dikehendaki dan buka katub-katubnya.

5. Tutup kedua buah sekrup ventilasi di bagian atas manometer diferensial dan hidupkan

motor.

6. Udara dan air dalam sistem akan mengalir melalui tabung transparan, disini terlihat

gelembung-gelembung udara masuk ke dalam tabung ini.

7. Setelah air bebas dari gelembung udara, tutup katub 31 dan matikan motor.

8. Cek air dalam manometer diferensial, apabila terdapat udara yang terjebak

didalamnya harus dikeluarkan terlebih dahulu dengan cara menggoyang-goyangkan

pipa karet (pipa penghubungnya).

9. Jika air didalam manometer diferensial dirasa terlalu tinggi, dapat diturunkan dengan

cara membuka sekrup ventilasi yang berada di bagian atas manometer. Udara akan

masuk dari bagian atas pipa manometer ini dan permukaan air didalam manometer

akan turun. Biarkan permukaan air turun sampai kira-kira mencapai pertengahan skala

pada manometer, kemudian tutuplah kembali sekrup ventilasinya.

10. Sampai langkah ini permukaan air didalam manometer setiap pasangnya harus sama

tingginya, dan sistem siap untuk mulai percobaan.

11. Selain pekerjaan pendahuluan diatas, ada juga hal-hal yang perlu diperhatikan untuk

mempermudah pelaksanaan percobaan selanjutnya, tutup katub (31) sebelum motor

dimatikan dan jangan dibuka sebelum motor dihidupkan lagi. Hal ini akan

memperkecil kemungkinan masuknya udara ke dalam sistem pada saat alat tidak

dipakai.

12. Katub (31) dipakai sebagai pengatur debit seluruh sirkuit tertutup dan katub (30)

untuk sirkuit terbuka, sedang katub lain untuk mengatur bagian tertentu dari sirkuit.

3

13. Jika grafik head loss vs debit untuk orifice dan venturi telah dibuat, keduanya dapat

dipergunakan sebagai alat pengukur debit pada sistem tertutup.

C. JENIS-JENIS PERCOBAAN

1) Sifat-sifat Orificemeter

a. Setelah tangki diisi air dan manometer dipersiapkan sesuai dengan petunjuk,

susunlah kombinasi katub-katub sebagai berikut :

Tutup katub 28, 29, 30, dan 31. Buka katub-katub yang lain. Katub 30 dipakai

untuk mengatur jumlah air yang mengalir keluar dari pipa pelimpah (L).

b. Hubungkan manometer dengan lubang pengukuran 3 dan 4 untuk mengukur

perbedaan tekanan diantara kedua titik tersebut.

c. Jalankan motor dan buka katub (30) ¾ putaran, catat waktu penurunan tinggi air

dalam tangki (F) satu galon, dan catat pula perbedaan tekanan pada kedua titik ini

melalui manometer diferensial.

d. Lakukan beberapa kali pencatatan penurunan air dalam tangki setiap satu gallon,

dengan terlebih dahulu menambah pembukaan katub (30) seperempat putaran.

Bersamaan ini catat pula perbedaan tekanan dikedua titik tersebut .

e. Debit teoritis

Qth=A2

√1−( A2

A1)

2 √2 g[(Z1+P1

γ )−(Z2+P2

γ )] ............................................... (1)

Dengan asumsi : steady flow, incompressible flow, inviscid flow, uniform flow dan

uniform pressure pada seksi 1 dan 2

4

Vena contracta

(1) (2)(A)

1,025” 0,625”

A = luasan penampang pada seksi orifice

A1 = luasan penampang pada seksi 1

A2 = luasan penampang pada seksi vena contracta

Koefisien Vena Contracta

C c=A2

A

¿0,60+0,40( AA1 )

2

……………………………..……………………. (2)

Koefisien Kecepatan

C v=QQth

………………………………………………………………. (3)

Q = debit nyata (terukur)

Koefisien Orifice

C=C v ×C c

√1−Cc2( A

A1)

2 …………………..……………………………………….

(4)

Debit nyata juga dicari dengan persamaan :

Qth=C × A √2 g[(Z1+P1

γ )−(Z2+P2

γ )] ………………………………………… 5

(5)

TUGAS :

Cari harga CV berdasarkan persamaan (3)

Bandingkan harga C yang dicari dari persamaan (4) dengan harga C yang didapat dari

grafik dibawah ini

[Q pada grafik dicari dari persamaan (5)].

Gambarkan kurve yang menunjukkan hubungan antara penurunan tekanan dengan

debit nyata (dalam GPH).

Teliti kurve ini dan susun hubungan matematisnya yang menghubungkan ∆h diantara

lubang 3 dan 4 dalam bentuk konstanta-konstanta dan variabel-variabel yang sesuai.

Jika hal ini telah dilaksanakan, maka persamaan ini dapat dipakai untuk percobaan

berikutnya.

2) Sifat-sifat Venturimeter

a. Ulangi cara-cara pengukuran dan analisa matematis pada percobaan (1) untuk

percobaan Venturimeter ini, akan tetapi manometer dihubungkan dengan lubang

1 dan 2 pada venturimeter.

6

b. Debit teoritis :

Qth=A2

√1−( A2

A1)2 √2 g[(Z1+

P1

γ )−(Z2+P2

γ )] …………………………….… (1)

dengan asumsi : steady flow, incompressible flow, inviseid flow, uniform flow dan

uniform pressure pada seksi (1) dan (2).

Koefisien kecepatan :

CV =

QQth ………………………………………………………………………….. (2)

Q = debit nyata (terukur)

TUGAS :

Bandingkan harga CV yang dicari dari persamaan (2) dengan harga CV yang didapat

dari grafik di bawah ini.

7

0,625”1,25”

Gambarkan kurve yang menunjukkkan hubungan antara penurunan tekanan dengan

debit nyata (dalam GPH) .

Teliti kurve ini dan susun hubungan matematisnya yang menghubungkan ∆h diantara

lubang 1 dan 2 dalam bentuk konstante-konstante dan variabel-variabel yang sesuai.

Jika hal ini telah dilaksanakan, maka persamaan ini dapat dipakai untuk percobaan

berikutnya.

3) Faktor Geseran

a. Manometer pertama tetap terhubung pada orifice, sedang manometer kedua

dihubungkan pada :

ˉ Katub 5 dan 6 untuk pipa 1n

ˉ Katub 7 dan 8 untuk pipa ¾ n

ˉ Katub 9 dan 10 untuk pipa ½ n

ˉ Katub 11 dan 12 untuk pipa 3/8n

b. Tentukan harga faktor geseran (f) untuk masing-masing pipa. Harga (f) isap pipa

dihitung dengan dua harga debit yang berbeda. Mengatur debit gunakan katub (31).

c. Persamaan rugi-rugi geseran menurut DARCY :

hf = LD

xV 2

2 gxf

dimana : L = panjang pipa

D = diameter pipa

V = kecepatan aliran

f = koefisien geseran

g = percepatan gravitasi

d. Untuk mencari kecepatan aliran pergunakan grafik orifice.

e. Bandingkan harga-harga (f) tersebut dengan perhitungan memakai diagram MOODY.

8

4) Gate Valve

a. Untuk mengukur head loss pada gate valve ¾” maka manometer pertama tetap

terhubung pada orifice sedang manometer kedua dihubungkan pada katub 8 dan 13.

b. Atur pembukaan gate valve (20) yaitu :

2,5 putaran, 5 putaran, 7,5 putaran, 10 putaran.

c. Untuk setiap posisi pembukaan gate valve dibaca lima macam debit. Sebagai pengatur

debit dipakai katub 31.

d. Susun hasil pengukuran dalam tabel dan buat satu grafik h vs Q untuk keempat

posisi gate valve diatas.

5) Fitting T

a. Manometer pertama tetap terhubung pada orifice sedang manometer kedua

dihubungkan pada katub 15 dan 16.

b. Hitung faktor (k) pada Fiting T untuk lima macam debit. Sebagai pengatur debit

dipergunakan katub 31.

c. Gambarkan grafik karakteristik hubungan antara h vs Q pada percobaan tersebut.

6) Fitting Elbow

a. Lakukan seperti pada percobaan Fitting T, sementara manometer kedua dihubungkan

pada katub 16 dan 17.

b. Hitung faktor (k) dan gambarkan grafik karakteristik hubungan antara h vs Q pada

percobaan tersebut.

9

UNIT II

PENGUKURAN DEBIT DENGAN “V-NOTCH” DAN

PENGAMATAN “MULTI STAGE TURBINE PUMP”

A. PENDAHULUAN

Percobaan-percobaan aliran fluida ini menggunakan alat “FLUID CIRCUIT

FLOW DEMONSTRATION APPARATUS” model : FCP-3 yang skemanya dapat dilihat

pada gambar dibawah ini.

Unit ini merupakan alat yang cukup lengkap untuk mempelajari aliran fluida,

diantaranya Pengukuran debit dengan “V-notch” dan Pengamatan “Multi stage turbine

pump” yang akan kita pelajari.

Tujuan percobaan ini adalah disamping untuk mencari koefisien dari “V-notch”

tersebut serta hubungan antara debit dengan tinggi permukaan air, juga untuk

mempelajari hubungan antara debit pada putaran normal dengan head, output dan

efisiensi.

B. PELAKSANAAN PERCOBAAN

1) Tutup semua katub, kecuali katub (1) dan (2).

2) Hidupkan motor pompa.

3) Atur tekanan outlet pompa atau debit air dengan membuka katub (4) pelan-pelan

sampai pada posisi tertentu dan tunggu hingga konstan, kemudian catat :

a. Tinggi permukaan air diatas puncak V-Notch, melalui bejana pengukuran (5).

b. Waktu dan jumlah air yang melewati “V-notch” dengan stopwatch, bak

penampung/ ember (7), dan timbangan (8).

c. Putaran pompa, Delivery head (Pd) dan Suction head (Ps).

d. Posisi manometer pengukur tekanan air ...................... Hp

4) Ulangi percobaan diatas untuk berbagai macam debit.

5) Setelah percobaan selesai, tutup katub (4) dan matikan pompa

12

13

h

hp

C. PERHITUNGAN UNTUK ”V-NOTCH”

1) Debit nyata Q1 =

G60 x γ x t ………………………………......……...... (m3/det)

dimana G = berat air tertampung selama (t) menit

γ = berat jenis air (ambil 1000 kg/m3)

2) Debit teoritis :

Q2=8

15√2 g( tg

02 )h

52

………………………………….……………… (m3/det)

dimana : g = percepatan gravitasi ......................................................... (9,8 m/det2)

0 = 900

h = tinggi air diatas puncak “V- notch“................................................ (m)

maka Q2 = 2,36 x h5

2

3) Koefisien aliran CQ =

Q1

Q2

TUGAS :

1. Hitung koefisien aliran rata-rata dari V-notch.

2. Gambar grafik hubungan antara :

a. CQ vs Q1

b. h vs Q1

Q1 sebagai sumbu horisontal (absis)

14

D. PERHITUNGAN UNTUK “MULTI STAGE TURBINE PUMP”

1) Debit nyata Q1 =

G60 x γ x t ……………………………………. (m3/det)

2) Head air total Ht = Hd – Hs +

Vd2

2gγ−Vs2

2gγ

Karena diameter pipa tekan sama dengan diameter pipa isap, maka Vd = Vs.

Jadi : Ht = Hd – Hs.

Dimana :

Hd = Tekanan keluar atas dasar “based level” ........................................... (m)

= Pd x 10 + Hp .......................................................................... (m)

Hs = Tekanan isap atas dasar “based level” ......................................... (m)

= 13,6 x 10-2 x Ps + Hp ..................................................... (m)

Hp = Posisi manometer terhadap sumbu pipa ............................................. (27cm)

γ = Berat jenis air = 1000 kg/m3

3) Input pompa p=√3 x A x V x Pf

1000ηm

………………………………….. (KW)

Dimana : A = arus listrik yang diberikan ........................................................... (Amp)

V = tegangan listrik yang diberikan .................................................... (Volt)

Pf = power faktor

ηm = koefisien motor penggerak pompa

Tabel ηm :

Input motor 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4

Koefisien (ηm)% 80 81 83 84 85 85 85 84

15

4) Daya output pompa PL =

γ x Q1 x Ht

102 = 9,8 x Q1 x Ht ………………… (KW)

5) Efisiensi η p=

PL

P

TUGAS :

Gambar dan susunlah grafik : - Input pompa P vs Q1

- Output pompa PL vs Q1

- Efisiensi pompa ηp vs Q1

- Head total Ht vs Q1

Q1 sebagai sumbu horisontal (absis)

16

UNIT III

POMPA SENTRIFUGAL

A. PENDAHULUAN

Pompa hidrolik merupakan sebuah pompa yang berfungsi untuk merubah tenaga

mekanis menjadi tenaga tekan.

Seperti diketahui bahwa ada tiga jenis pompa yaitu: Rotary, reciprocating, dan

rotodynamic. Pada pompa rotodynamic kenaikan tekanan ditimbulkan oleh putaran

impeler yang berputar didalam rumah pompa dengan bentuk kipas sedemikian rupa

sehingga dapat memberikan efisiensi maksimum.

Salah satu jenis pompa rotodynamic adalah pompa sentrifugal yang merupakan

jenis yang paling banyak dipakai.

Didalam penggunaan pompa sentrifugal kadang-kadang bekerja bersama-sama

didalam susunan seri atau paralel. Tentu saja masing-masing susunan mempunyai sifat

khusus sendiri-sendiri yang dapat dilihat dari percobaan yang akan dilakukan dengan alat

“SERIES PARALLEL/CENTRIFUGAL PUMP TEST SET”.

B. PERSIAPAN PERCOBAAN

Pertama kali harus dilakukan priming yaitu : dengan jalan membuka semua katub,

kecuali katub pengatur aliran 8. kemudian pompa diisi air lewat lubang pengisi (7) yang

terdapat dibagian atas pompa.

Hal yang penting untuk dipastikan bahwa pipa plastik yang menghubungkan titik

pengukuran tekanan dengan manometer sudah terisi air, jika masih ada kolom udara akan

memberikan penunjukan head tekanan yang salah.

18

KETERANGAN

1. Pompa I dan Pompa II2. Motor listrik penggerak3. Kopling4. Bak berisi air5. Tabung gelas pengukur tinggi air

dalam bak.6. Berat pengimbang7. Lubang pengisi untuk priming8. Katub pengatur aliran

9. Katub pengatur untuk susunan tunggal, seri dan paralel

10. Orifice11. Tempat V-Notch12. Jarum penunjuk13. Pengatur putaran motor14. Manometer15. RPM meter dari motor16. Manometer gelas

PELAKSANAAN PERCOBAAN

1) Dengan katub pengatur aliran (8) pada posisi tertutup, susunlah katub hingga pompa

tersusun seperti yang dikehendaki (kerja tunggal, seri, atau paralel).

2) Hidupkan motor.

3) Naikkan putaran motor dengan memutar tombol pengatur putaran motor (13) sampai

putaran kerja yang dikehendaki (2500 rpm).

4) Buka katub pengatur aliran (8) sedikit sesuai dengan kapasitas yang dikehendaki,

(kapasitas dapat dibaca pada manometer gelas (16) yang sudah dikalibrasi).

5) Bila putaran turun, kembalikan seperti pada putaran semula dengan menyetel

pengatur putaran motor (13).

19

6) Setelah aliran air konstan, catat kenaikan permukaan air pada tabung gelas (5).

7) Setimbangkan stator motor dengan menambah berat pengimbang (6), kemudian catat

besarnya berat pengimbang.

8) Catat pembacaan tekanan pada manometer (14)

9) Lakukan percobaan diatas secara bertahap untuk berbagai kapasitas, sampai katub

pengatur aliran (8) terbuka penuh.

C. PERHITUNGAN

1) Debit Q= 815

× Ce × He2,5√2 g .............................................. (m3/det)

dimana :

Ce = koefisien aliran .......................................................... ........ (0,5785)

He = h + kh

h = tinggi level air diatas puncak “V notch”............................. ............ (m)

Kh = koreksi terhadap “h”........................................................... (0,00085 m)

g = percepatan gravitasi ........................................................(9,806 m/det2)

2) Head yang dihasilkan pompa :

Hp=Hd−Hs+1,17 ×10+5×Q 2 ......................................................(m)

dimana :

Hd = statis presure head yang terbaca pada manometer untuk tekan

Hs = statis presure head yang terbaca pada manometer untuk isap

Q = kapasitas pompa ....................................................................(m3/det)

3) Daya output yang diberikan pompa ke fluida:

Po=Q × Hp × γ ................................................................................ (watt)

dimana :

Q = kapasitas pompa .................................................................... (m3/det)

Hp = head yang dihasilkan pompa ..................................................... (m)

γ = berat jenis zat cair

γ = ρ x g ; ρ = massa jenis zat cair .......................................... (kg/m3)

20

4) Daya output motor penggerak :

Pm=π

30× M × g× L× n …………………………………. (watt)

dimana :

M = massa dari berat pengimbang ..................................................... (kg)

g = percepatan gravitasi........................................................(9,806 m/det2)

L = lengan torsi ............................................................................ (0,25 m)

n = putaran motor ........................................................................... (rpm)

5) Daya input motor :

Pi=Pm−PL ....................................................................................... (watt)

dimana :

Pm = daya output motor penggerak ............................................. (watt)

PL = rugi-rugi daya pada transmisi sebagai pendekatan diambil : 100 watt.

6) Efisiensi hidrolis dari pompa :

η=P0

Pi

×100 %

Untuk pompa dipasang seri :

η=H 1+H2

H1

η1

+H2

η2

dimana : H1 dan H2 = head dari pompa 1 dan 2

η1dan η2 = efisiensi pompa 1 dan 2

Untuk pompa dipasang paralel :

η=Q1+Q2

Q1

η1

+Q2

η2

dimana : Q1 dan Q2 = kapasitas pompa 1 dan 2

η1dan η2 = efisiensi pompa 1 dan 2

21

TUGAS:

1. Buatlah grafik karakteristik pompa kerja tunggal, hubungan antara :

a. Head vs kapasitas

b. Efisiensi vs kapasitas

c. Daya vs kapasitas

Kapasitas sebagai sumbu horisontal (absis)

2. Buatlah grafik karakteristik pompa kerja seri, hubungan antara:




Masing-masing grafik tersebut harus dapat menunjukkan karakteristik masing-masing

pompa, dua pompa tersusun seri secara teoritis dan dua pompa tersusun seri dari hasil

pengujian.

Kapasitas sebagai sumbu horizontal (absis).

3. Buatlah grafik karakteristik pompa kerja parallel, hubungan antara :




Masing-masing grafik tersebut harus dapat menunjukkan karakteristik masing-masing

pompa, dua pompa tersusun paralel secara teoritis dan dua pompa tersusun paralel dari

hasil pengujian.

Kapasitas sebagai sumbu horisontal (absis).

4. Jabarkan persamaan untuk menghitung kapasitas aliran dengan menggunakan “V notch”

5. Jelaskan tujuan pompa dioperasikan secara seri dan secara paralel.

6. Sebutkan jenis pompa rotodynamic, dan apa keuntungan dari masing-masing jenis

tersebut.

22

UNIT IV

KOMPRESOR TORAK

A. PENDAHULUAN

Test unjuk kerja yang dilakukan dengan unit “COMPRESSOR PERFORMANCE

TEST APPARATUS” ini didasarkan atas ketentuan-ketantuan JIS B 8320 – 1968. Standar

tersebut berisi cara-cara pengetesan untuk kompresor torak, rotary, sentrifugal, dan aksial

yang mempunyai perbandingan tekanan (total) 15 dengan mempergunakan udara pada

suhu dan tekanan normal.

Tujuan test kompresor ini adalah untuk mendapatkan data tentang discharge pressure,

discharge temperature, discharge air quantity, efficiency, daya poros, getaran kebisingan dan

lain-lain.

Rangkaian dan alat-alat ukur yang terpasang pada alat ini sudah disesuaikan dengan

standart tersebut.

B. ARTI/MAKSUD BEBERAPA ISTILAH

1) Keadaan pengisapan standard

Yaitu keadaan standard udara pada saat diisap kompresor yaitu pada suhu 20C, 760

mmHg (absolut) dan kelembaban relatif 75%. Volume jenis udara pada kondisi ini

adalah 1,2 kg/m3.

2) Debit

Debit kompresor harus dinyatakan sebagai volume udara yang diisap kompresor pada

kondisi isapnya.

3) Tekanan Udara

Jika tidak ada ketentuan khusus, selalu dinyatakan dalam bentuk tekanan statis dengan

memakai skala tekanan relatif.

4) Daya poros kompresor

Adalah daya yang masuk ke ujung poros kompresor, jika poros digerakkan dengan

perantaraan roda gigi transmisi dan efisiensi dari roda gigi ini sukar diukur, maka

daya kompresor diukur dengan anggapan roda gigi transmisi tadi termasuk bagian dari

kompresor.

5) Putaran normal

24

Jika kompresor digerakkan dengan motor listrik, yang dimaksud putaran normal

adalah putaran poros kompresor pada saat motor bekerja pada kondisi sumber daya

yang seharusnya. Jika digerakkan oleh penggerak lain, maksudnya adalah putaran

poros pada saat kompresor bekerja pada kondisi kerjanya.

C. CARA PENGETESAN

1) Unjuk Kerja Kompresor

Pengetesan kompresor harus dilakukan pada putaran yang telah ditentukan. Jika

terpaksa, masih boleh pada daerah -5% s/d 10% disekitar putaran tersebut. Pengetesan

dilakukan dengan cara sebagai berikut:

Kompresor torak harus dites paling sedikit pada lima harga “discharge pressure”,

dimulai dari harga bawah ¼ tekanan kerjanya. Untuk kompresor yang tidak dapat

bekerja pada tekanan rendah, diperkenankan untuk test pada empat harga tekanan

termasuk tekanan terendahnya.

Pada saat pengetesan kompresor, pencatatan data harus dilakukan setelah suhu

tidak berubah lagi (setiap kali debit dan tekanan diubah, suhu akan berubah pula).

2) Pengukuran debit

Alat pengukur debit dapat dipasang baik disaluran isap maupun saluran keluar, yang

penting harus dipasang pada daerah yang fluktuasi alirannya kecil. Untuk kompresor

torak alat ukur debit dipasang pada saluran keluar, dibelakang tangki udara. Tangki

udara ini dimaksud untuk mengurangi fluktuasi aliran udara. Pengukuran debit

dilakukan dengan orifice meter dimana debit terbaca dalam bentuk perbedaan tekanan

yang harus diubah menjadi debit dengan pertolongan grafik.

3) Pengukuran Tekanan

Perbedaan tekanan pada orifice harus dibaca sampai dengan 1/100.

4) Pengukuran suhu

Letak titik-titik pengukuran di sesuaikan dengan ketentuan standar.

Pengukuran/pembacaan suhu pada setiap tahap percobaan harus dilakukan setelah

suhu mencapai harga konstan.

5) Pengukuran putaran

25

Jika pengukuran putaran dilakukan tachometer yang tidak menunjukkan langsung

harga putaran, maka selang waktu pengukuran harus lebih dari 30 detik.

6) Pengukuran daya poros

Dengan dynamometer atau motor listrik yang efisiensinya telah diukur sebelumnya.

7) Katub pengaman

Katub pengaman harus dipilih sedemikian rupa sehingga walaupun katub saluran

keluar tertutup, tekanan kompresor tidak boleh naik 10% diatas tekanan kerjanya.

8) Unloader

Kerja unloader harus disesuaikan dengan tekanan kerja maksimum kompresor yang

dikehendaki. Pada saat unloader bekerja dan katub saluran keluar tertutup, tekanan

tidak boleh naik. Seandainya ada kenaikan, tekanan ini tidak boleh menyebabkan

katub pengaman terbuka.

D. PELAKSANAAN PERCOBAAN (lihat gambar berikut)

1) Periksa minyak pada differential pressure gage, sebaiknya di pertengahan kaki pipa

U.

2) Hubungkan unit dengan jaringan listrik (380 volt), sementara semua saklar pada

posisi “off”.

3) Saklar tenaga “on”, kemudian tekan tombol kompresor dan diikuti saklar wattmeter.

4) Atur debit udara dengan “discharge control valve” dan tentukan tekanan discharge

yang dikehendaki pada “pressure gage manometer”.

5) Catat semua data:

a. Discharge pressure ………………………………………(kg/cm2)

b. Daya yang diperlukan kompresor ……………….(KW, Volt, Hz)

c. Kelembaban udara ………………………………………..(%)

d. Perbedaan tekanan didepan dan dibelakang orifice (p1 – p2) …. (mm)

e. Temperatur kompresor dan temperatur saluran pengukur ……… (C)

f. Putaran motor listrik dan kompresor ……………………………. (rpm)

g. Tekanan udara luar …………………………………………… (mmHg)

h. Diameter orifice dan diameter duct ……………………………..(mm)

26

SPECIFICATION

COMPRESSOR PERFORMANCE TEST APPARATUS

MODEL : CPT – 280

SPECIFICATION :

1) Test Compressor

Type : air cooling, reciprocating

Displacement : 280 liter/menit (approx)

Discharge pressure : 7 kg cm2G

2) Drive Motor

Output : 2,2 KW (approx)

3) Air Tank : 160 liter (approx) (200 lt)

Dicharge control valve

Safety valve

Pressure gage

Thermometer

4) Dact for air quantity measuring

Orifice

Buffer plate

Thermometer

Differential pressure gage

5) Panel and instrument

Volt meter

Watt meter

Tachometer

Dial balometer

Dry & Wet thermometer

SERVICE REQUIRED

Earth, AC three (3) phase electrical supplay, 380 V, 50 Hz 3, as standard.

DIMENSIONS AND WEIGHT

Gross approximate = packed for export

Volume = 6 m3 (200 CFT)

Weight =300kg

28

PERHITUNGAN

1) Debit

Debit melalui orifice atau nozzle dihitung dengan rumus:

W =αεA √2 gγ ( p1−p2)× 60 .....................……………………… (kg/menit)

dimana : W = debit udara

A = area lubang orifice π4

d2

= coefficient of dicharge

= faktor koreksi akibat ekspansi

g = percepatan gravitasi

= berat jenis udara tepat didepan orifice

p1 = tekanan didepan orifice

p2 = tekanan di belakang orifice (tekanan udara luar)

Batasan-batasan untuk rumus diatas:

# Jika bilangan Reynould lebih besar dari pada harga batas yang tergambar pada

grafik limiting value of Reynoulds, bilangan Reynould dihitung dengan rumus:

RD=V . D

v

V = kecepatan rata-rata dalam saluran …………… (m/det)

D = diameter dalam saluran …………………………. (m)𝑣 = viskositas kinematis udara ……………… (m2/det)

# Harga “apetur ratio” dari orifice

β=( dD )

2

ditentukan dengan bantuan diagram (Limiting Value of Reynould) untuk orifice

dengan 0,05 < < 0,70 dan untuk nozle dengan 0,05 < < 0,65.

29

2) Daya dan efisiensi

Daya adiabatis (KW)

N=k

k−1×

Ps × P s

6120 (( Pd

P s)−1)

Overall adiabatik efisiensi

ηad=N ad

N

Efisiensi kompresor torak

ηv=Qs

Q t h

dimana :

Ps = tekanan isap absolut …………………………… (kg/m2)

Qs = debit pada kondisi isap ……………………… (m3/menit)

k = indeks adiabatik udara

Pd = tekanan keluar absolut …………………………. (kg/m2)

N = daya yang diperlukan kompresor ………………… (KW)

Qt h = “displacement”…………………………………… (m3/menit)

n = jumlah silinder ………………………………… (2 buah)

d = diameter silinder …………………………………..(65 mm)

s = langkah torak …………………………………… (55 mm)

T U G A S :

Buatlah grafik karakteristik kompresor torak, hubungan antara :

a). Tekanan keluar (Pd) vs efisiensi adiabatis

b). Tekanan keluar (Pd) vs efisiensi volumetris

c). Tekanan keluar (Pd) vs daya yang diperlukan kompresor

d). Tekanan keluar (Pd) vs kapasitas

Pd sebagai sumbu horisontal (absis)

31

RUMUS YANG DIGUNAKAN UNIT IV

β=(18 ,7835 )

2

=0 ,2878 lihat grafik di dapat α≈0 ,63158

β dan α harga tetap

β=(18,7835 )

2

=0,2878

Dengan nilai β yang sudah diketahui maka dengan membaca grafik maka nilai α dapat

diketahui : α ≈ 0,63158,

A=π4

( 18 ,78 . 10−3)2 m2=2 , 77 .10−4 m2

ΔP= Δp (mm minyak) x 0,787 (sg. minyak) = ..... ( kg

m2 )

= Δp( kg

m2 )x 9,806 (percepatan gravitasi) = ....

( N

m2 )

P2= tekanan di belakang orifice = tekanan udara luar

= atmosfir (mmHg) x 13,6 (sg. air raksa) x 9,806 (percepatan gravitasi)

= ... ( N

m2 )

P1= P2( N

m2 )+ Δp

( N

m2 )= ....

( N

m2 ) tekanan di depan orifice

ΔP ( N

m2 )P1( N

m2 ) dengan β lihat grafik/tabel akan diperoleh harga ε

32

= massa jenis udara tepat di depan orifice ... ( kg

m3 )

=

P1−Pv

Ru .T +

Pv

Rv .T

P1 = tekanan di depan orifice ( N

m2 )Ru = konstanta ideal gas udara = 287 J/kg.K

Rv = konstanta gas ideal uap air = 461,5 J/kg.K

T = temperatur saluran pengukur lihat tabel saturated water diperoleh Psat( N

m2 )

Pv = uap jenuh ( N

m2 )

= φ . Psat ( N

m2 ), dengan φ = kelembaban udara (%)

W =αεA √2 gγ ( p1−p2)× 60 ……………………… ………………. (kg/menit)

33

modul praktikum mekflud ii

Documents