instalasi pipa udara

LAPORAN PRAKTIKUM MESIN FLUIDA DAN SISTEM SEMESTER GENAP 2013/2014 SISTEM INSTALASI PIPA UDARA

OLEH:

KELOMPOK VI

1. BAGUS WICAKSANA 4212100059

2. MUHAMMAD ABDUL ROKIM 4212100067

3. DIMAS KURNIAWAN 4212100068

4. MOHAMMAD ROSARIO ZAMZAMI 4212100069

5. GABRIEL YUSIAN GANDUNG 4212100071

6. LAURENSIUS HENRY PRATAMA P. 4212100079

7. DIMAS EKO KUSWANTORO 4212100085

8. MUHAMMAD SIDIQ PRABOWO 4212101021

9. DEVI HOTNAULI SAMOSIR 4212101022

10. AANG KUNAIFI 4213106011

LABORATORIUM MESIN FLUIDA DAN SISTEM TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2014

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN RESMI PRAKTIKUM MESIN

FLUIDA DAN SISTEM SISTEM

INSTALASI PIPA UDARA

Disusun oleh: KELOMPOK III

1. BAGUS WICAKSANA 4212100059

2. MUHAMMAD ABDUL ROKIM 4212100067

3. DIMAS KURNIAWAN 4212100068

4. MOHAMMAD ROSARIO ZAMZAMI 4212100069

5. GABRIEL YUSIAN GANDUNG 4212100071

6. LAURENSIUS HENRY PRATAMA P. 4212100079

7. DIMAS EKO KUSWANTORO 4212100085

8. MUHAMMAD SIDIQ PRABOWO 4212101021

9. DEVI HOTNAULI SAMOSIR 4212101022

10. AANG KUNAIFI 4213106011

Dengan Ini Telah Menyelesaikan Praktikum Mesin Fluida dan Sistem SISTEM INSTALASI PIPA UDARA

Mengetahui/ Menyetujiui

Grader,

Almira Fauziah K.

4211100011

LABORATORIUM MESIN FLUIDA DAN SISTEM TEKNIK SISTEM PERKAPALAN

FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA 2014

LABORATORY of FLUID MACHINERY AND SYSTEM MARINE ENGINEERING DEPARTMENT

MARINE TECHNOLOGY FACULTY Kampus ITS Sukolilo Gd. WA Lt. 3, Surabaya 60111

Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

LEMBAR ASISTENSI

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM

MESIN FLUIDA DAN SISTEM SISTEM


NO

MATERI TANGGALPENGESAHAN

GRADER

ABSTRAK

I. DASAR TEORI

II.

TAHAPAN PRAKTIKUM

2.1 TUJUAN PRAKTIKUM

2.2 PERALATAN PRAKTIKUM

2.3 GAMBAR RANGKAIAN

2.4 PROSEDUR PRAKTIKUM

2.5 DATA HASIL PRAKTIKUM

III. ANALISA DATA

3.1 PERHITUNGAN

3.2 ANALISA GRAFIK

IV. KESIMPULAN

DAFTAR PUSAKA

LAMPIRAN(HASIL PENGAMATAN)

LABORATORIUM MESIN FLUIDA DAN SISTEM

TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2014



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

LEMBAR LOG-BOOK LAPORAN RESMI PRAKTIKUM

MESIN FLUIDA DAN SISTEM SISTEM


NO MATERI WAKTU PARAF KETERANGAN

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

LABORATORIUM MESIN FLUIDA DAN SISTEM

TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2014



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

ABSTRAK

Instalasi pipa udara digunakan sebagai alat untuk memindahkan fluida dari suatu tempat ke tempat lain, oleh karena itu karakteristik dari pipa perlu dipertimbangkan. Dalam menyusun instalasi pipa, ada sejumlah hal yang perlu diperhatikan, satu diantaranya adalah head losses. Head losses terdiri atas head friksi di dalam pipa, head losses yang disebabkan oleh sambungan (katup, strainer, siku, dsb). Adapun tujuan dari praktikum ini adalah agar praktikan mengetahui pengaruh pendinginan terhadap pipa udara serta agar praktikan mengetahui besarnya head losses pada ketiga pipa yang digunakan. Tiga jenis pipa yang digunakan antara lain : pipa panjang dengan belokan, pipa lurus dengan dan tanpa pendinginan, dan pipa lurus dengan belokan halus. Parameter yang harus diperhatikan meliputi : kpasitas (Q), temperatur (T), sudut putar katup, panjang pipa (L), dan tekanan

(P). Pada percobaan kali ini tekanan divariasikan pada tekanan 0,05 kg/cm2 hingga 0,25 kg/cm2 dengan selisih 0,05 kg/cm2. Pada tekanan 0,05 kg/cm2 didapatkan debit aliran 6 SCFH dan pada 0,25 kg/cm2 didapatkan debit aliran 5 SCFH. Berdasarkan rumus diketahui bahwa debit aliran (Q) berbanding lurus dengan kecepatan dan kecepatan aliran berbanding lurus dengan rumus head friction, sehingga rumus head friction terbesar didapatkan pada kapasitas terbesar juga. Sistem instalasi pipa udara ini di aplikasikan di kapal pada banyak hal, yang dominan adalah kompresor yang memanfaatkan sistem yang penting terutama pada awal sistem udara. Penggunaan yang lain pada sistem start dengan menggunakan udara, untuk membersihkan sea chest, pada turbo charger, dan penggunaan yang lainnya.

ABSTRACT

The installation of air piping is used as tool to moves fluid from one point to another ones, hereby

the pipe’s characteristic must be carefully considered. In arranging pipe instalation, there are so many

things that must be considered, one of them is the head losses. Head losses consist of head friction

inside the pipes, head losses caused by fitting (i.e. valve, strainer, elbow, etc). The purpose of this

practice is knowing the effect of icing at air pipe and also to know pipe’s head losses which using three

kinds of pipe. The three kinds of pipe that are used : long veer pipe, straight pipe with temperature

influence, and straight smooth return bend pipe. Parameters that should also be considered are capasity

(Q), temperature (T), angle of valve, length of pipe (L), and pressure (P). Where in this experiment the

pressure was varied at a pressure of 0.05 kg/cm2 to 0.25 kg/cm

2 with difference 0.05 kg/cm

2. Obtained at a

pressure of 0.05 kg/cm2 6 SCFH flow rate and the flow rate of 0.25 kg/cm

2 obtained 5 SCFH . It is known from

the formula that the flow rate ( Q ) is proportional to the velocity and the flow velocity is proportional to the

friction head formula , so the largest of formula friction head will get largest capacity. The air pipe installation

systems applied in the boat on a lot of things, which is the dominant compressor utilizing an important system

especially at the beginning of the air system . Other uses on start system using air, to clean the sea chest, the

turbo charger , and use the other.



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

BAB I DASAR TEORI

Sistem instalasi pipa udara merupakan suatu sistem perpipaan yang digunakan untuk mengalirkan fluida gas, dalam hal ini adalah udara. Komponen-komponen utamanya adalah pipa udara dan kompresor. Pipa udara merupakan pipa yang digunakan sebagai tempat mengalirnya fluida gas (udara) dari suatu tempat ke tempat yang lain yang diinginkan. Sedangkan kompresor adalah alat atau mesin yang digunakan untuk memperbesar tekanan gas dengan cara pengecilan volume. Kompresor udara biasanya menghisap udara dari atmosfir. Namun ada pula yang bekerja sebagai penguat (booster). Tapi sebaliknya ada pula kompresor yang menghisap gas yang bertekanan lebih rendah dari tekanan atmosfir, dalam hal ini kompresor disebut pompa vakum.

(Pompa dan Kompresor. Ir. Sularso, Msme, tahun 2000 hal 167)

1.1 Pengertian 1.1.1 Kompresor Pemampat atau kompresor adalah alat mekanik yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan fluida mampu mampat, yaitu gas atau udara. Tujuan meningkatkan tekanan dapat untuk mengalirkan atau kebutuhan proses dalam satuan system proses yang lebih besar (dapat system fisika maupun kimia contohnya pada pabrik-pabrik kimia untuk kebutuhan reaksi). Udara yang masuk berasal dari udara atmosfer dengan kandungan 78% nitrogen, 21% oksigen, dan 1% campuran argon, carbon dioksida, uap air, minyak ditiap aliran fluidanya. Udara yang masuk akan dikompresikan dengan cara dimampatkan kemudian ditransfer melalui sistem perpipaan. Jika suatu udara dalam ruangan diperkecil suhunya maka udara akan mengalami kompresi. Kompressor yang menggunakan prinsip ini disebut compressor displacement dimana proses kompresi menggunakan torak/piston. Udara masuk dalam inlet ketika piston dalam kondisi TMA kemudian pada kondisi TMB udara akan naik dan dikompresikan kemudian keluar menghasilkan daya. Digunakan piston ring agar fluida yang mengalir tidak bocor. 1.1.2 Jenis Kompresor Menurut desain dan cara kerjanya kompresor dibedakan menjadi :

1. Kompresor Positif Displasmen

Pada kompresor perpindahan positif tekanan gas atau udara dapat bertambah dengan cara mengurangi volume gas yang dihisap masuk ke dalam silinder. Adanya gaya yang diberikan penyekat pada gas atau udara akan mengakibatkan terjadinya kenaikan tekanan yang akan memaksa gas atau udara tersebut keluar melalui katup buang. Contohnya adalah kompresor torak dan plunger

Gambar 1.1 Cara kerja kompresor torak (Sumber : http://qtussama.wordpress.com/materi-ajar-x-tkr/kompresor-udara/ )

2. Kompresor Dinamis

Kompresor dinamik bekerja dengan cara memindahklan energi pada sudu dengan dasar pembelokan aliran sehingga energi kinetik dalam kompresor akan bertambah seiring bertambahnya kecepatan alirannya. Proses ini berlangsung pada bagian yang bergerak yang disebut impeler. Setelah melewati impeler, gas tersebut akan dilewatkan pada rumah

http://qtussama.wordpress.com/materi-ajar-x-tkr/kompresor-udara/



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

kompresor yang berbentuk volut. Bentuk rumah kompresor ini akan menurunkan kecepatan aliran gas atau dengan kata lain mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan. Contohnya adalah kompresor axial, kompresor radial dan kompresor campuran.

Gambar 2.2 : Kompresor dinamis

( Sumber : http://refiners-notes.blogspot.com/2013/06/reciprocating-compressors-operation.html )

Menurut jumlah stage-nya kompresor dibedakan menjadi : 1. Single Stage Compressore

Single Stage Compressore adalah ketika dimana proses “pemberian beda-tekan” atau “pemberian energi” pada fluida satu kali saja.

Gambar 2.5 : Single stage dan multistage sistem (Sumber http://langleyflyingschool.com/Pages/CPGS20320Airframes,EnginesandSystemsPart.html )

2. Multi Stage Compressore Multi stage compressore adalah dimana proses “pemberian beda-tekan atau

pemberian energi pada fluida berkali kali. Multi stage compressore menghasilkan tekanan yang lebih besar dari pada single stagecompressore.

1.2 Jenis – Jenis Kompresi

1.2.1 Kompresi dapat Dilakukan dengan Tiga Cara, yaitu :

1. Kompresi Isotermal

Bila suatu gas dikomresikan, maka ini berarti ada energi yang diberikan dari luar kepada gas. Energi ini diubah menjadi energi panas sehingga temperatur gas akan naik jika tekanan semakin tinggi. Namun jika proses kompresi ini diikuti dengan pendinginan untuk mengeluarkan panas yang terjadi, temperatur dijaga tetap.

PV = tetap P1V1 = P1V1 = teteap

http://refiners-notes.blogspot.com/2013/06/reciprocating-compressors-operation.html

http://langleyflyingschool.com/Pages/CPGS20320Airframes,EnginesandSystemsPart.html



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

Dimana P1, P2 : Tekanan (kg/cm2)

V1, V2 : Volume (m3)

(Pompa dan Kompresor. Ir.Sularso, Msme, tahun 2000 hal.181)

2. Kompresi Adiabatik

Jika silinder diisolasi secara sempurna terhadap panas, amak kompresi akan berlangsung tanpa ada panas yang keluar dari gas atau masuk keddalam gas. Dalam praktek proses adiabatik tidak pernah terjadi secara sempurna karena isolasi terhadap silinder tidak pernah sempurna.

P.Vk = Tetap

P1V1k = P2 V2

k = tetap

Dimana : k =

P1. P2 : Tekanan (kg/cm2)

V1. P2 : Volume (m3)

K : Indeks Adiabatik


3. Kompresi Politropik

Kompresi pada kompresor yang sesungguhnya bukan merupakan proses isotermal, karena ada kenaikan temperatur. Namun juga bukan proses adiabatik karena ada panas yang dipancarkan keluar. Jadi proses kompresi yang sesungguhnya ada diantara keduanya.

P. Vn = tetap

P1V1n = P2 V2

n

Dimana : P1. P2 : Tekanan (kg/cm2)

V1. V2 : Volume (m3)

n : Indeks Politropik (Pompa dan Kompresor. Ir.Sularso, Msme, tahun 2000 hal.184)

1.3 Teori Kompresi 1. Hubungan Antara Tekanan dan Volume

Jika selama kompresi, temperatur gas dijaga tetap (tidak bertambah panas) maka terjadi pengecilan volume sehingga akan menaikkan tekanan menjadi. “jika gas dikompresikan(atau diekspansikan) pada temperatur tetap, maka tekanannya akan berbanding terbalik dengan volumenya”. Pernyataan ini disebut dengan hukum Boyle dan dapat dirumuskan :

P1.V1 = P2 V2 = tetap Dimana : P1 : tekanan pada kondisi awal (Pa) atau (kgf/cm

2)

P2 : tekanan pada kondisi akhir (Pa) atau (kgf/cm2)

V1 : volume pada kondisi awal (m3)

V2 : volume pada kondisi akhir (m3)


2. Hubungan Antara Temperature dan Volume

“Semua macam gas apabila dinaikkan temperaturnya sebesar 1

0 C pada tekanan yang tetap,

akanmengalami pertambahan volume sebesar 1/273 dari volumenya saat 00 C. Sebaliknya apabila

temperatur diturunkan sebesar 10

C. Akan mengalami pengaruh volume dengan proporsi yang sama. Pernyataan ini disebut dengan hukum Charles.

= (Pompa dan Kompresor. Ir.Sularso, Msme, tahun 2000 hal.184)



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

Dimana V1 :Volume pada kondisi awal (m

3)

V2 : Volume pada kondisi akhir (m3)

T1 : Temperatur mutlak pada kondissi awal (0K)

T2 : Temperatur mutlak pada kondisi akhir (0K)

Atau dapat dikatakan “pada proses tekanan tetap, volume gas berbanding lurus dengan temperatur mutlak.

(Pompa dan Kompresor. Ir.Sularso, Msme, tahun 2000 hal.182) Hukum Boyle dan Hukum Charles

Dapat digabungkan menjadi hukum Boyle-Charles yang dinyatakan sebagai berikut : P.V = G.R.T

(Pompa dan Kompresor. Ir.Sularso, Msme, tahun 2000 hal.182) Dimana :

P : tekanan mutlak (kg/cm2) atau Pa

V : Volume (m3)

G : Berat gas (Kfg) atau (N) T : Temperatur mutlak (

0K)

R : Konstanta gas (m/0K)

Konstanta gas R besarnya tetap untuk suatu gas tertentu. Harga R ini untuk masing–masing gas. Persamaan diatas dapat ditulis dalam bentuk lain :

P. ʋ = R.T Dimana : ʋ adalah V/G adalah volume spesifik (m

3/kgf) atau (N/m).

Percobaan ini pada prinsipnya sama dengan percobaan instalasi pompa, perbedaannya terletak pada fluida yang dialirkan.

1.4 Loses

Pada sistem instalasi pipa udara juga terdapat kerugian-kerugian berupa rugi dan alirannya penting diketahui besarnya. Rugi-rugi tersebut antara lain :

1. Kerugian pada saat saluran akibat panjang pipa

ΔP =

Dimana : λ : koefisien gesekan dalam pipa l : panjang saluran (m) V : kecepatan aliran pada permukaan saluran (m/s) ρ : densitas udara (kg/m

3)

D : diameter pipa dalam (m) (www.engineeringtoolbox.com)

2. Kerugian akibat belokan

ΔP =

Dimana :

α : sudut lengkung (...0)

ξ : koefisien hambatan (www.engineeringtoolbox.com)

http://www.engineeringtoolbox.com/




Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

Tabel 1.4.1 Faktor rugi-rugi macam-macam fittings

(http//www.engineeringtoolbox.com/minor-loss-coefficients-pipes-d_626.html)

3. Kerugian pada katup

ΔP =

Dimana : ξ : koefisien hambatan (tergantung pada sudut putar katup)

(www.engineeringtoolbox.com)

http://www.engineeringtoolbox.com/minor-loss-coefficients-pipes-d_626.html




Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

Tabel 1.4.2 : Losses akibat bukaan sudut

( https://www.academia.edu/5872319/Instalasi_pipa_udara_fix )

http://www.academia.edu/5872319/Instalasi_pipa_udara_fix



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

BAB II TAHAPAN PRAKTIKUM

2.1 Tujuan Praktikum 1. Untuk mengetahui pengaruh pendingin pada saluran pipa udara,

2. Untuk mengetahui rugi-rugi yang terjadi pada masing-masing instalasi pipa udara.

2.2 Peralatan Praktikum

No Nama Alat Gambar Fungsi

1 Kompresor

Untuk memampatkan

udara

2 Instalasi pipa udara

Sebagai tempat

mengalirnya fluida

gas (udara)

3 Flowcontrol / flowmeter

Untuk mengatur

kapasitas aliran fluida

4 Katup

Untuk mengatur

tekanan fluida

5 Pressure gauge

Mengukur tekanan

fluida



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

6 Penampang es

Untuk meletakkan es

pada percobaan pipa

2 dengan es

7 Thermometer

Untuk mengukur suhu

pada saat percobaan

pipa 2 dengan es

8 Busur derajat

Untuk mengukur

sudut yang dibentuk

oleh katup

9 Tali

Untuk mengukur

panjang pipa

2.3 Gambar Rangkaian Praktikum

2.4 Prosedur Praktikum

2.4.1 Untuk Percobaan Pipa 1 (Pipa Panjang dengan belokan)

1. Membuka katup inlet pada pipa 1 dan menutup katup inlet pada pipa 2 dan pipa 3.

2. Menyalakan kompresor.

3. Mengaturtur kapasitas udara pada flowmeter (mengikuti instruksi dari grader)

4. Memvariasikan tekanan (mengikuti instruksi dari grader)



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

5. Mengukur dan mencatat besar tutupan outlet sesuai tekanan yang di berikan.

6. Mencatat nilai perubahan kapasitas flowmeter pada masing-masing tekanan

2.4.2 Untuk Percobaan Pipa 2 (Pipa Lurus Tanpa Pendingin (Es))


2. Mengatur Kapasitas udara pada flowmeter (mengikuti instruksi dari grader).

3. Memvariasikan tekanan ( mengikuti instruksi dari grader).

4. Mengukur dan mencatat besar tutupan outlet sesuai tekanan yang di berikan.


2.4.3 Untuk Percobaan Pipa 3 (Pipa Lurus dengan Belokan Halus)


2. Mengatur kapasitas udara pada flowmeter (mengikuti instruksi dari grader)

3. Memvariasikan tekanan (mengikuti instruksi dari grader).

4. Mengukur dan mencatat besar tutupan outlet sesuai tekanan yang di berikan


2.4.4 Untuk Percobaan Pipa 2 (Pipa Lurus dengan Pendingin)

1. Membuka katup inlet pada pipa 2 dan menutup katup pada pipa 1 dan pipa 3.

2. Mendiinginkan besi dengan menggunakan es batu sampai kosntan (± 10)

3. Mengaturtur kapasitas udara pada flowmeter (mengikuti instruksi dari grader)

4. Memvariasikan tekanan (mengikuti instruksi dari grader

5. Mengukur dan mencatat besar tutupan outlet sesuai tekanan yang di berikan


2.5 Data Hasil Praktikum

2.5.1 Tabel untuk Pipa 1

Panjang Pipa : 1,96 m

Kapasitas awal (Q) : 6 SCFH

No Tekanan (kg/cm2) Sudut Putar Q (SCFH)

1 0,05 300

6

2 0,1 350

5,5

3 0,15 400

5,4

4 0,2 450

5,2

5 0,25 480

5



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

2.5.2 Tabel untuk Pipa 2 ( Tanpa Es) Temperatur : 30

0C

Panjang pipa : 0,865 m Kapasitas awal (Q) : 6 SCFH


1 0,05 280

5,8

2 0,1 300

5,6

3 0,15 340

5,5

4 0,2 390

5,4

5 0,25 500

5,2

2.5.3 Tabel untuk Pipa 2 ( dengan Es) Temperatur : 10

0C

Panjang pipa : 0,865 m Kapasitas awal (Q) : 6 SCFH


1 0,05 280

5,7

2 0,1 300

5,6

3 0,15 320

5,5

4 0,2 350

5,3

5 0,25 370

5,2

2.5.4 Tabel untuk Pipa 4

Panjang Pipa : 0,93 m

Kapasitas awal (Q) : 6 SCFH


1 0,05 250

5,8

2 0,1 280

5,7

3 0,15 300

5,5

4 0,2 320

5,4

5 0,25 350

5,2



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

BAB III

ANALISA DATA

3.1 Perhitungan

Data yang telah didapatkan dari praktikum, kemudian dilakukan perhitungan sebagai berikut :

3.1.1 Pipa 1

Data percobaan :

P = 0,05 kg/cm2 = 500 kg/m

2 (N/m

2)

Ɵ = 300

Q = 6 SCFH

l = 1,76 m

d = 0,5 cm = 5 x 10-3

m

Pengolahan data :

Kapasitas mengalami perubahan satuan seperti berikut :

Q = (N/m2)

= 4,719 x 10-5

m3/s

Tekanan mengalami perubahan satuan sebagai berikut :

P = P(kg/cm3) x (cm

2/m

2)

= 0,05 x 1000

= 500 kg/m2 (N/m

2)

Menghitung nilai koefisien gesek berdasarkan rumus :

λ =

= 0,24503

Menghitung luas penampang pipa :

A =

= 1,9643 x 10-5

m2

Gaya :

F = P(N/m2) x A

= 500 x 1,9643 x 10-5



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

= 9,82 x 10-3

N

Dari luas penampang dan kapasitas data dicari nilai kecepatan aliran berdasarkan

persamaan :

V = = 2,40264 m/s

Menghitung kerugian pada saluran akibat panjang pipa dengan persamaan berikut :

ΔP1 =

=

= 321,896 N/m2

Mencari kerugian akibat belokan berdasarkan rumus :

ΔP2 =

Theaded 1800 Return Bends sehingga nilai ξ = (0,2 x 2) + (2 x 0,05) + 0,9 = 1,4

=

=

= 10,4497 N/m

2

Menghitung kerugian pada katup dengan rumus :

ΔP3 =

Karena sudutnya 300, maka ξ = 4

=

= 11, 1961 N/m2

Menghitung kerugian total berdasarkan nilai rugi-rugi di atas sebagai berikut :

ΔPtotal = ΔP1 + ΔP2 + ΔP3

= 321,896 + 10,4497+ 14,9282



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

=347,274 N/m2

3.1.2 Pipa 2 (Tanpa Es)

Data percobaan :

P = 0,05 kg/cm2 = 500 kg/m

2 (N/m

2)

Ɵ = 280

Q = 5,8 SCFH

l = 0,865 m

d = 0,5 cm = 5 x 10-3

m

Pengolahan data :


Q = (m3/s

= 4,5622 x 10-5

m3/s


P = P(kg/cm3) x (cm

2/m

2)

= 0,05 x 1000

= 500 kg/m2 (N/m

2)


λ =

= 0,24627


A =

= 1,9643 x 10-5

m2

Gaya :

F = P(N/m2) x A

= 500 x 1,9643 x 10-5

= 9,82 x 10-3

N



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757


persamaan :

V = = 2,32255 m/s


ΔP1 =

=

= 147,031 N/m2

Mencari kerugian akibat belokan berdasakan rumus :

ΔP2 =

Tee Threaded 900 diving line flow sehingga nilai ξ = ( 0,9 x 2 ) + 0,05 = 1,85

=

=

= 6,45166 N/m2


ΔP3 =

Karena sudutnya 250, maka ξ = 3,25

=

= 11,334 N/m2



= 147,031 + 6,45166 + 11,334

= 164,817 N/m2



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

3.1.3 Pipa 2 (dengan Es)

Data percobaan :

P = 0,05 kg/cm2 = 500 kg/m

2 (N/m

2)

Ɵ = 280

Q = 5,7 SCFH

l = 0,865 m

d = 0,5 cm = 5 x 10-3

m

Pengolahan data :


Q = (m3/s

= 4,4835 x 10-5

m3/s


P = P(kg/cm3) x (cm

2/m

2)

= 0,05 x 1000

= 500 kg/m2 (N/m

2)


λ =

= 0,2469


A =

= 1,9643 x 10-5

m2

Gaya :

F = P(N/m2) x A

= 500 x 1,9643 x 10-5

= 9,82 x 10-3

N



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757


persamaan :

V = = 2,28251 m/s


ΔP1 =

=

= 142,371 N/m2


ΔP2 =

Tee Theaded 900 dividing line flow sehingga nilai ξ = 0,9 x 2 = 1,8

=

=

= 6,23111 N/m

2


ΔP3 =


=

= 10,9465 N/m2



= 142,371 + 6,23111 + 10,9465

= 159,548 N/m2



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

3.1.4 Pipa 3

Data percobaan :

P = 0,05 kg/cm2 = 500 kg/m

2 (N/m

2)

Ɵ = 250

Q = 5,8 SCFH

l = 0,93 m

d = 0,5 cm = 5 x 10-3

m

Pengolahan data :


Q = (m3/s

= 4,5622 x 10-5

m3/s


P = P(kg/cm3) x (cm

2/m

2)

= 0,05 x 1000

= 500 kg/m2 (N/m

2)


λ =

= 0,24627


A =

= 1,9643 x 10-5

m2

Gaya :

F = P(N/m2) x A

= 500 x 1,9643 x 10-5

= 9,82 x 10-3

N


persamaan :

V = = 2,32255 m/s



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757


ΔP1 =

=

= 159,742 N/m2


ΔP2 =

Tee Threaded, dividing line flow , dan elbow flanged long radius 900 sehingga nilai ξ

= 0,9 + 0,05 = 0,95

=

=

= 3,31302 N/m2


ΔP3 =


=

= 7,67225 N/m2



= 159,742 + 3,31302 + 7,67225

= 170,727 N/m2



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

3.1 Analisa Grafik

3.1.1 Tabel Percobaan

Tabel untuk Pipa 1

Tekanan Sudut

(o)

ξ Q

λ ν

m/s Δ P1

(kg/m2)

Δ P2 (kg/m2)

Δ P3 (kg/m2)

Δ Ptot (kg/m2)

F (N) (kg/

cm2)

(kg/m2)

SCFH m3/s

0,05 500 30 4 6 4,7195E-05 0,24503

2,40264 321,896 10,4497 14,9282 347,274 0,00982

0,1 1000 35 6 5,5 4,3262E-05 0,24821

2,20242 273,988 8,78066 18,8157 301,584 0,01964

0,15 1500 40 10,5 5,4 4,2475E-05 0,24888

2,16238 264,833 8,46427 31,741 305,039 0,02946

0,2 2000 45 14,5 5,2 4,0902E-05 0,25028

2,08229 246,955 7,8489 40,6461 295,45 0,03929

0,25 2500 48 16,765 5 3,9329E-05 0,25174

2,0022 229,653 7,25675 43,4498 280,36 0,04911

Tabel untuk pipa 2 (tanpa es)

Tekanan

Sudut

(o)

ξ Q

λ ν

m/s Δ P1

(kg/m2)

Δ P2 (kg/m2)

Δ P3 (kg/m2)

Δ Ptot (kg/m2)

F (N) (kg/

cm2)

(kg/m2)

SCFH m3/s

0,05 500 28 3,25 5,8 4,5622E-05 0,24627 2,32255 147,031 6,451663

11,334 164,8168

0,00982

0,1 1000 30 4 5,6 4,4048E-05 0,24755 0,24247 137,78 6,014393

13,0041 156,7981

0,01964

0,15 1500 34 5,5 5,5 4,3262E-05 0,24821 2,20242 133,258 5,801511

17,2477 156,307

0,02946

0,2 2000 39 10 5,4 4,2475E-05 0,24888 2,16238 128,805 5,592464

30,2295 164,6274

0,03929

0,25 2500 50 12,5 5,2 4,0902E-05 0,25028 2,08229 120,11 5,185879

34,3389 159,6347

0,04911

Tabel untuk pipa 2 (dengan es)

Tekanan Sudut

(o)

ξ Q

λ ν

m/s Δ P1

(kg/m2)

Δ P2 (kg/m2)

Δ P3 (kg/m2)

Δ Ptot (kg/m2)

F (N) (kg/

cm2)

(kg/m2)

SCFH m3/s

0,05 500 28 3,25 5,7 4,4835E-05 0,2469 2,28251 142,371 6,23111

10,9465 159,5485

0,00982

0,1 1000 30 4 5,6 4,4048E-05 0,24247 2,24247 137,78 6,014393

13,0041 156,7981

0,01964

0,15 1500 32 3,9 5,5 4,3262E-05 0,24821 2,20242 133,258 5,801511

12,2302 151,2895

0,2946

0,2 2000 35 6 5,3 4,1689E-05 0,24957 2,12233 124,423 5,387254

17,4722 147,2821

0,03929

0,25 2500 37 8 5,2 4,0902E-05 0,25028 2,08229 120,11 5,185879

22,4254 147,7212

0,04911



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

Tabel untuk pipa 3

Tekanan Sudut

(o)

ξ Q

λ ν

m/s Δ P1

(kg/m2)

Δ P2 (kg/m2)

Δ P3 (kg/m2)

Δ Ptot (kg/m2)

F (N) (kg/

cm2)

(kg/m2)

SCFH m3/s

0,05 500 25 2,2 5,8 4,5622E-05 0,246 2,323 159,742 3,313016

7,672 170,7271

0,009

0,1 1000 28 3,25 5,7 4,4835E-05 0,247 2,283 154,679 3,199759

10,947 168,8249

0,020

0,15 1500 30 4 5,5 4,3262E-05 0,248 2,202 144,778 2,979154

12,544 160,3006

0,295

0,2 2000 32 3,9 5,4 4,2475E-05 0,249 2,162 139,94 2,871806

11,790 154,6017

0,039

0,25 2500 35 6 5,2 4,0902E-05 0,250 2,082 130,493 2,663019

16,819 149,9754

0,049



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

3.1.2 Analisa Grafik

a. Grafik Tekanan (P) dengan Gaya (F)

Grafik di atas menunjukkan bahwa nilai tekanan meningkat saat nilai gaya juga meningkat.

Hal ini sesuai dengan teori bahwa hubungan tekanan (P) dengan gaya (F) berbanding lurus yang di

buktikan dengan rumus P = F/A.

b. Grafik tekanan (P) dengan Kapasitas (Q)

Grafik di atas menunjukkan bahwa saat nilai tekanan meningkat kapasitas akan menurun, hal

ini menunjukkan bahwa hubungan tekanan (P) dengan kapasitas (Q) berbanding terbalik. Hal ini

dapat di tunjukkan dengan rumus P= F/A dan Q = A x v sehingga P = F x v/Q.



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

c. Grafik Tekanan (P) dengan Sudut (Ɵ)

Besarnya udara yang ada dalam pipa kompresor di pengaruhi oleh besar kecilnya bukaan

katup. Semakin besar sudut katup ditutup, maka hambatan semakin besar menyebabkan udara pada

pipa membesar tanpa adanya penambahan volume ruangan. Hal ini akan meningkatkan tekanan

udara. Ini juga berlaku untuk kebalikannya. Grafik di ataas menunjukkan bahwa ketika nilai tekanan

bertambah maka sudut juga bertambah. Hal ini menunjukkan bahwa tekanan dan sudut berbanding

lurus.

d. Grafik Tekanan (P) dengan ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔPtot

Grafik Tekanan (P) dengan ΔP1

Grafik di atas menunjukkan bahwa nilai tekanan cenderung meningkat ketika nilai ΔP1

menurun, hal ini menunjukkan bahwa hubungan tekanan dengan ΔP1 berbanding terbalik. Hal ini tidak



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

sesuai dengan rumus ΔP1 = dengan v = (Q x P) / F sehingga ketika nilai P bertambah

maka nilai V akan bertambah dan menyebabkan nilai ΔP1.




sesuai dengan rumus ΔP2 = dengan v = (Q x P) / F sehingga ketika nilai P bertambah




bertambah, hal ini menunjukkan bahwa hubungan tekanan dengan ΔP2 berbanding lurus. Hal ini

sesuai dengan rumus ΔP3 = dengan v = (Q x P) / F sehingga ketika nilai P bertambah maka

nilai V akan bertambah dan menyebabkan nilai ΔP3



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

Grafik Tekanan (P) dengan ΔPtot



sesuai dengan rumus ΔP2tot= + + dengan v = (Q x P) / F sehingga

ketika nilai P bertambah maka nilai V akan bertambah dan menyebabkan nilai ΔPtot.

e. Grafik Kapasitas (Q) dengan gaya (F)

Grafik di atas menunjukkan bahwa nilai tekanan meningkat saat nilai gaya menurun. Hal ini

tidak sesuai dengan teori bahwa hubungan tekanan (P) dengan gaya (F) berbanding lurus yang di

buktikan dengan rumus P = F/A.



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

f. Grafik kapasitas (Q) dengan sudut (Ɵ)

Se[erti yang kita ketahui bahwa semakin besar saluran yang dilalui fluida maka makin besar

pula kapasitas fluida(Q) yang melaluinya. Jadi semakin besar sudut putar pembuka pada katup maka

semakin besar pula kapasitas fluida (Q), sehingga dapat disimpulkan bahwa hubungan keduanya

adalah berbanding lurus. Tetapi hal itu hanya terjadi pada pembukuuan katup saja. Pada percobaan

pipa udara ini grafik di atas menunjukkan bahwa saat kapasitas (Q) bertambah maka sudut menurun.

Sehingga hubungan antara kapasitas dengan sudut adalah berbanding terbalik.

g. Grafik kapasitas (Q) dengan ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔPtot

Grafik tekanan (Q) dengan ΔP1

Grafik di atas menunjukkan bahwa nilai kapasitas cenderung meningkat ketika nilai ΔP1

menurun, hal ini menunjukkan bahwa hubungan kapasitas dengan ΔP1 berbanding lurus. Hal ini



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

sesuai dengan rumus ΔP1 = dengan v = (Q x P) / F sehingga ketika nilai Q bertambah

maka nilai V akan bertambah dan menyebabkan nilai ΔP1



menurun, hal ini menunjukkan bahwa hubungan kapasitas dengan ΔP2 berbanding lurus. Hal ini

sesuai dengan rumus ΔP2 = dengan v = (Q x P) / F sehingga ketika nilai Q

bertambah maka nilai V akan bertambah dan menyebabkan nilai ΔP2



menurun, hal ini menunjukkan bahwa hubungan kapasitas dengan ΔP3 berbanding terbalik. Hal ini



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

tidak sesuai dengan rumus ΔP3 = dengan v = (Q x P) / F sehingga ketika nilai Q bertambah


Grafik kapasitass (Q) dengan ΔPtot

Grafik di atas menunjukkan bahwa nilai kapasitas cenderung meningkat ketika nilai ΔPtotal

meningkat, hal ini menunjukkan bahwa hubungan kapasitas dengan ΔPtotal berbanding lurus. Hal ini

tidak sesuai dengan rumus ΔP2tot= + + dengan v = (Q x P) / F

sehingga ketika nilai Q bertambah maka nilai V akan bertambah dan menyebabkan nilai ΔPtot.



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

BAB IV

KESIMPULAN

Instalasi pipa udara digunakan sebagai alat untuk memindahkan fluida dari suatu tempat ke

tempat lain.

Dari berbagai jenis kompresi, kompresi yang mungkin terjadi adalah kompresi politropik.

Proses kompresi sesungguhnya bukanlah proses isothermal karena terjadi kenaikan

temperature. Namun bukan juga kompresi adiabatic karena ada panas yang dipancarkan keluar.

Jadi proses kompresi sesungguhnya ada di antara kompresi isothermal dan kompresi adiabatic

yang mana kita kenal jenis kompresi ini adalah kompresi politropik.

Rugi – rugi pada instalasi pipa udara akan berpengaruh terhadap penurunan tekanan udara

pada instalasi pipa.

Semakin besar rugi-rugi maka semakin kecil kapasitasnya dan semakin besar kapasitas maka semakin

kecil gayanya.

Dari grafik hubungan anata tekanan (P) dan gaya (F), dapat diketahui dan gaya berbanding lurus untuk

luasan yang konstan.

Dari grafik hubungan antara tekanan (P) engan kapasitas (Q) dapat diketahui bahwa tekanan dan

kapasitas berbanding terbalik. Gesek berbanding terbalik.

Dari grafik hubungan antara tekanan (P) dengan sudut putar (Ɵ) dapat diketahuai bahwa tekanan dan

sudut putar berbanding lurus.

Besarnya rugi gesek berbanding terbalik dengan tekanannya, sedangkan rugi belokan dan rugi katup

berbanding lurus dengan tekanannya hubungan dengan bertambahnya koefisien hambatan pada katup.

Besarnya gaya bebanding terbalik dengan kpasitasnya, semakin besar kapasitas maka gaya – gaya

akan semakin kecil. Begitu juga sebaliknya semakin kecil kapasitas, amak gaya akan semakin besar.

Hubungan kapasitas dengan sudut putar adalah berbanding terbalik, semakin besar sudut putar, maka

semakin kecil kapasitasnya. Hal ini dikarenakan sudut putar adalah sudut tutup katup.

Rugi gesek berbanding lurus dengan kapasitasnya, sedang rugi belokan dan rugi katup berbanding

terbalik dengan kapasitasnya.

.



Telp. 031 599 4251 ext. 22 Fax. 031 599 4757

DAFTAR PUSTAKA

1. Sularso. 2000. Pompa dan Kompresor. Pradnya Paramita : Jakarta 2. Tim Grader. 2014. Petunjuk Praktikum Mesin Fluida. Laboratorium Mesin Fluida dan Sistem,

Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK – ITS

3. www.academia.edu/5872319/Instalasi_pipa_udara_fix 4. www.engineeringtoolbox.com/minor-loss-coefficients-pipes-d_626.html

5. www.engineeringtoolbox.com

http://www.academia.edu/5872319/Instalasi_pipa_udara_fix

http://www.engineeringtoolbox.com/minor-loss-coefficients-pipes-d_626.html


instalasi pipa udara

Documents