Study with the several resources on Docsity
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Community
Ask the community for help and clear up your study doubts
Discover the best universities in your country according to Docsity users
Free resources
Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors
Aliran fluida pada pipa dapat menimbulkan head loss dan friction loss. Head loss merupakan nilai kerugian energi dari setiap fluida yang mengalir di dalam saluran pipa. Friction loss adalah suatu nilai untuk mengetahui seberapa besarnya reduksi tekanan total (total head) yang diakibatkan oleh fluida saat melewati sistem pengaliran. Percobaan aliran fluida bertujuan untuk menjelaskan tentang pola aliran fluida di dalam pipa, menghitung pressure drop dan friction loss aliran fluida dalam pipa
Typology: Lab Reports
1 / 57
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
Calvin Apredo 2007113918 Tiara Dwisca Nadimisia 2007113917 Widiasti Sukmaningrum 2007110682 Dosen Pengampu: Zulfansyah, ST., MT.
Modul Praktikum : Aliran Fluida Kelompok/Kelas : VI/A Nama Praktikan : 1. Calvin Apredo 2007113918
iii
Dosen Pengampu Praktikum Labtek I dengan ini menyatakan bahwa: Kelompok VI Calvin Apredo 2007113918 Tiara Dwisca Nadimisia 2007113917 Widiasti Sukmaningrum 2007110682
iv
Aliran fluida pada pipa dapat menimbulkan head loss dan friction loss. Head loss merupakan nilai kerugian energi dari setiap fluida yang mengalir di dalam saluran pipa. Friction loss adalah suatu nilai untuk mengetahui seberapa besarnya reduksi tekanan total ( total head ) yang diakibatkan oleh fluida saat melewati sistem pengaliran. Percobaan aliran fluida bertujuan untuk menjelaskan tentang pola aliran fluida di dalam pipa, menghitung pressure drop dan friction loss aliran fluida dalam pipa, dan mengetahui peralatan yang berkaitan dengan transportasi fluida. Percobaan aliran fluida dilakukan pada pipa lurus 10 mm Smooth bore test pipe , 17,5 mm Smooth bore test pipe , sudden enlargement , sudden contraction , 45° elbow, dan 90° elbow dengan bukaan valve sebesar 25%, 50%, 75% dan 100%. Nilai head loss yang paling besar terdapat pada 10 mm Smooth bore test pipe yaitu sebesar 8,8543 InHg. Jenis aliran yang terjadi pada pipa adalah aliran turbulen karena memiliki nilai Reynolds Number yang lebih dari 4000. Head loss sebanding dengan kecepatan fluida dan pressure drop sebanding dengan kecepatan fluida. Sedangkan besarnya friction factor memiliki hubungan tidak sebanding terhadap nilai Reynolds Number. Kata Kunci: Reynold Number, Friction loss, Head loss, Laju Alir, Pressure drop
Fluid flow in the pipe can cause head loss and friction loss to appear. Head loss is the energy loss value of each fluid flowing in the pipeline. Friction loss is a value to find out how much the total pressure reduction (total head) is caused by the fluid when it passes through the flow system. The fluid flow experiment aims to explain the pattern of fluid flow in the pipe, calculate the pressure drop and friction loss of fluid flow in the pipe, and find out the equipment related to fluid transportation. Fluid flow experiments were carried out on straight pipes 10 mm Smooth bore test pipe, 17.5 mm Smooth bore test pipe, sudden enlargement, sudden contraction, 45° elbow and 90° elbow with valve openings of 25%, 50%, 75% and 100%. The highest head loss value was found in the 10 mm Smooth bore test pipe, which was 8. InHg. The type of flow that occurs in the pipe is turbulent flow because it has a Reynolds Number value of more than 4000. Head loss is proportional to the fluid velocity and pressure drop is proportional to the fluid velocity. Meanwhile, the magnitude of the friction factor has a disproportionate relationship to the value of the Reynolds Number. Keywords: Reynold Number, Friction loss, Head loss, Flow Rate , Pressure drop
vii
1.1 Latar Belakang Fluida merupakan zat yang memiliki bentuk kontinyu yang dapat berubah sesuai dengan wadah yang menaunginya. Fluida tidak dapat menahan bentuk secara permanen. Fluida mengalami perubahan bentuk mengikuti ruang yang ditempatinya. Aliran fluida adalah gerakan dari bahan seperti cairan ataupun gas yang terdispersi melalui area tertentu. Zat cair mampu mengalir karena ikatan molekul dalam fluida lebih kecil dari ikatan molekul dalam zat padat (White, 1988). Transportasi fluida merupakan salah satu operasi teknik kimia yang sering dijumpai di industri kimia. Bahan baku yang digunakan berupa fluida sehingga sistem perpipaan untuk tempat mengalir fluida sangat dibutuhkan keberadaannya. Fluida tidak hanya mengalir melalui sebuah pipa. Aliran fluida akan melewati berbagai jenis pipa yang bervariasi ukuran ID pipa, seperti enlargement , contraction , dan lain-lain (White, 1988). Peristiwa yang terjadi pada aliran fluida bermacam-macam, seperti friction loss dan head loss. Friction loss adalah gesekan antara air dengan permukaan dalam pipa atau antara air dengan valve dan fitting. Gaya gesek dalam pipa menyebabkan terjadinya hambatan pada tekanan pompa. Head loss adalah peristiwa kehilangan energi mekanik persatuan massa. Head loss dibagi menjadi dua macam yaitu major head loss dan minor head loss. Besarnya head loss pada pipa disebabkan karena beberapa parameter, yaitu diameter dalam pipa, debit aliran, viskositas fluida, dan sudut yang ada pada belokan pipa (Wibowo, 2013). Praktikum aliran fluida dilakukan untuk mengetahui peristiwa yang terjadi di dalam pipa. Fluida yang dilewatkan ke dalam pipa akan membentuk gesekan antara pipa dengan fluida. Besarnya gesekan yang terjadi tergantung pada kecepatan, kekerasan pipa, diameter dan viskositas fluida yang digunakan. Gesekan yang terjadi dapat mempengaruhi aliran fluida dalam pipa. Jenis aliran dalam pipa dapat terjadi secara tiga tahap yaitu aliran laminar, aliran turbulen, ataupun aliran transisi yang nilainya dapat diketahui dengan menghitung nilai
Reynolds Number (Wibowo, 2014). 1.2 Tujuan Tujuan pada percobaan aliran fluida adalah:
memiliki sifat tidak tetap sehingga selalu mengikuti bentuk wadahnya. Fluida yang mengalir pada pipa akan mengalami kehilangan energi ( head loss ) diakibatkan adanya gesekan antara fluida dengan fluida dan fluida dengan pipa. Energi hilang pada fluida dalam sistem perpipaan disebabkan karena lintasan pipa dilalui oleh fluida, seperti belokan pada pipa, penyempitan pada pipa (kontraksi), dan pembesaran pada pipa (ekspansi). Percobaan aliran fluida dilakukan untuk mempelajari sistem perpipaan dengan variasi diameter pipa pada aliran fluida terhadap nilai head loss (H) (Rahayu dkk, 2021). 2.2 Sifat-Sifat Fluida Sifat-sifat fluida menyangkut konsep-konsep penting aliran fluida, karena sifat-sifat fluida ini mempengaruhi statika maupun dinamika dari fluida atau obyek yang ada pada fluida tersebut (Prabowo dkk, 2016). 2.2.1 Massa Jenis ( Density ) Massa jenis sebuah fluida, dilambangkan dengan huruf Yunani ρ (rho), didefinisikan sebagai massa fluida per satuan volume. Massa jenis digunakan untuk karakteristik massa sebuah sistem fluida. Nilai kerapatan suatu fluida berbeda dengan fluida lainnya, untuk cairan pengaruh tekanan dan temperatur sangat kecil terhadap harga kerapatan. Massa jenis dinyatakan dengan Persamaan 2.1 (Prabowo dkk, 2016). ρ = m v
Keterangan: 𝜌 : Kerapatan massa (kg/m^3 ) 𝑚 : Massa fluida (kg) 𝑣 : Volume fluida (m^3 )
2.2.2 Gravitasi Jenis ( Specific Gravity) Gravitasi jenis sebuah fluida dilambangkan dengan SG. SG didefinisikan sebagai perbandingan kerapatan fluida tersebut dengan kerapatan air pada temperatur 4°C. Pada temperatur ini kerapatan air adalah 1000kg/m3. Gravitasi jenis dihitung menggunakan Persamaan 2.2 (Prabowo dkk, 2016). SG = ρ ρH 2 O
Keterangan: SG : gravitasi jenis ρ : massa jenis materi (kg/m^3 ) ρH 2 O : massa jenis air pada suhu 4°C (kg/m^3 ) 2.2.3 Viskositas ( Viscosity) Viskositas fluida adalah gesekan yang ditimbulkan oleh fluida yang bergerak atau disebabkan benda padat yang bergerak di dalam fluida. Besar gesekan yang ditimbulkan fluida disebut sebagai derajat kekentalan zat cair. Kekentalan atau viskositas adalah sifat fluida yang mendasari diberikannya tahanan terhadap tegangan geser oleh fluida tersebut. Viskositas suatu fluida adalah sifat yang menunjukkan besar dan kecilnya tahanan dalam fluida terhadap gesekan. Fluida yang mempunyai viskositas rendah misalnya air, mempunyai tahanan dalam terhadap gesekan yang lebih kecil dibandingkan dengan fluida yang mempunyai viskositas yang lebih besar. Viskositas dihitung menggunakan Persamaan 2. (Prabowo dkk, 2016). 𝑣 = 𝜇 𝜌
Keterangan: 𝑣 : viskositas kinematik (m^2 /s) 𝜇 : viskositas dinamik (kg/m.s) 𝜌 : massa jenis (kg/m^3 )
tekanan tinggi menuju bagian lainnya yang bertekanan rendah. Fluida mempunyai penurunan kecepatan, jika fluida tersebut mengalir dari suatu bagian bertekanan rendah, menuju bagian lain bertekanan tinggi. Adanya hubungan antara tekanan, kecepatan, dan ketinggian dinyatakan pada Persamaan 2.6 (Prabowo dkk, 2016). 𝑃 𝜌
𝑣^2 2
Keterangan: 𝜌 : massa jenis (kg/m^3 ) 𝑣 : kecepatan rata-rata (m/s) 𝐷 : diameter (m) 𝜇 : viskositas dinamik (kg/m.s) Bilangan Reynolds adalah bilangan yang tidak berdimensi. Titik kritis aliran inkompresibel di dalam saluran adalah Re=2000. Bilangan Reynolds dapat digunakan sebagai indikator jenis aliran suatu fluida. Jenis-jenis aliran pada fluida adalah sebagai berikut (Prabowo dkk, 2016).
𝐿 𝐷 𝑣^2 2 𝑔
Keterangan: 𝐻𝑙 : head loss mayor (m) 𝑓 : faktor gesekan (dapat diketahui melalui diagram Moody ) 𝐿 : panjang pipa (m) 𝐷 : diameter pipa (m) 𝑣 : kecepatan aliran (m/s) 𝑔 : percepatan gravitasi (m/s^2 ) 2.3.2 Head loss Minor Head loss minor dapat terjadi karena adanya sambungan pipa ( fitting ) seperti katup (valve), belokan (elbow), saringan (strainer), percabangan (tee), pembesaran pipa (expansion), pengecilan pipa (contraction), dan sebagainya (Prabowo dkk, 2016).
