• Tidak ada hasil yang ditemukan

ANALISA KEHILANGAN ENERGI PADA BELOKAN PIPA BERANGSUR-ANGSUR DAN BELOKAN PIPA 45 0 SECARA LANGSUNG

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "ANALISA KEHILANGAN ENERGI PADA BELOKAN PIPA BERANGSUR-ANGSUR DAN BELOKAN PIPA 45 0 SECARA LANGSUNG"

Copied!
114
0
0

Teks penuh

(1)

ANALISA KEHILANGAN ENERGI

PADA BELOKAN PIPA BERANGSUR

DAN BELOKAN PIPA 45

Diajukan Dalam Rangka Memenuhi Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Sarjana Teknik Pada Program Strata satu (S

ANGGA SAPUTRA HADI P. SAUALA

ANALISA KEHILANGAN ENERGI

PADA BELOKAN PIPA BERANGSUR-ANGSUR

BELOKAN PIPA 45

0

SECARA LANGSUNG

SKRIPSI

Diajukan Dalam Rangka Memenuhi Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Sarjana Teknik Pada Program Strata satu (S-1) Teknik Sipil Fakultas Tekn

Universitas Haluoleo

OLEH

ANGGA SAPUTRA HADI P. SAUALA E1A1 14 092

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

ANGSUR

SECARA LANGSUNG

Diajukan Dalam Rangka Memenuhi Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar 1) Teknik Sipil Fakultas Teknik

(2)
(3)
(4)
(5)

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

'Cukuplah Allah bagiku , tidak ada Tuhan selain dari-Nya.

Hanya kepada-Nya aku bertawakkal."

[QS At-Taubat :129].

“Bukankah Kami telah melapangkan untukmu dadamu?,(1) Dan Kami telah

menghilangkan dari padamu bebanmu,(2) yang memberatkan punggungmu? (3) Dan Kami

tinggikan bagimu sebutan (nama)mu. (4) Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada

kemudahan, (5) sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.(6) Maka apabila

kamu telah selesai (dari sesuatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan)

yang lain, (7) dan hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu berharap.(8)”

(QS Al Insyirha : 1-8 )

“Bekerja keraslah dengan daya dan usaha yang engkau miliki

Teteapi janganlah puas dengan hasil yang engkau peroleh kini

Karena hari esok masih menanti sejuta tantangan yang harus dihadapi.

Keyakinan dan rendah diri adalah kunci segalanya”

(Nyuheri Slamet S.Pd M.Pd)

Skripsi kupersembahkan Teruntuk :

Ayahanda tercinta Nyuheri Slamet S.Pd, M.Pd ,

ibunda Tersayang Masrina Sauala

Adik-adik ku Apryani S.Pd, Moch. Aditya Akbar, dan Arini

Keluarga besar Tsomodiharjo dan keluarga besar Sauala

(6)

KATA PENGANTAR

ِﻢْﯿِﺣﱠﺮﻟا ِﻦَﻤْﺣﱠﺮﻟا ِ ّﷲ ِﻢْﺴِﺑ

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala berkah, limpahan rahmat , hidayah-Nya, kesehatan serta nafas sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi,yang merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas Haluoleo yang berjudul “Analisa Kehilangan Energi pada belokan 450secara berangsur-angsur serta belokan 450secara langsung pada pipa”.

Penulis menyadari bahwa penulisan ini masih jauh dari kata kesempurnaan, baik dari cara penyajian maupun teknik penulisan, mengingat keterbatasan waktu dan kapasitas sebagai mahasiswa,untuk itu koreksi dan saran-saran penulis harapkan untuk perbaikan selanjutnya.

Karya ini, penulis persembahkan kepada kedua orang tua yang sangat penulis kasihi dan sayangi, ayahanda Nyuheri Slamet, S.Pd., M.Pddan kepada Ibunda Masrina Sauala yang telah banyak member support dan doa yang penuh keikhlasan yang tiada batasnya. Dan kepada adik-adikku tersayang ( Putri, Adit, dan Arin) serta buat semua keluarga besar Sauala dan keluarga besar Tsomodihardjo.

Terwujud penulisan ini berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis menghaturkan banyak terima kasih kepada :

(7)

1. Bapak Prof. Dr. Ir. H. Usman Rianse, MS, selaku rektor Universitas Haluoleo Kendari

2. Bapak Mustarum Musaruddin, ST.,MIT.,Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Haluoleo.

3. Bapak Ahmad Syarif Sukri, ST., MT Selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Haluoleo dan sekaligus sebagai Dosen Pembimbing I.

4. Bapak Weka Adi Suryaman, ST., M.Eng selaku Dosen Pembimbing II.

5. Seluruh Dosen dan Staf Administrasi Jurusan S-1 Sipil Fakultas Teknik Universitas Haluoleo

6. Kepala Laboratorium dan Staf Teknisi Hidrolika dan Sumber Daya Air Fakultas teknik UNiversitas Haluoleo yang telah memberikan izin penelitian dan memberikan informasi dalam proses penelitian.

7. Rekan-rekan S1 Sipil kelas ekstensi angkatan 2014 yang tidak bisa disebutkan satu persatu turut memberikan masukan serta arahan yang baik dalam penyusunan skripsi ini.

8. Sahabat terbaikku Zulqifli Herdianto,.ST yang telah memberikan banyak bantuan dalam penelitian ini

9. Teman-teman di Pizza Hut Lippo Plaza Kendari,( Aprisal, Dendi , Ka Hasanuddin, Pak Andre, Yayan, Hermawan, Tohar Irman, Usman) yang telah memberikan sumbangsi pemikiran dan bantuan.

10. Teman-teman di PPLP PU Provinsi Sulawasi Tenggara ( Kanda Eris, Kanda Haris, dan Kanda Hendriks, ST) yang memberikan banyak bantuan dan dukungan dalam penyelesaian skripsi ini.

(8)

11. Teman-teman KKN 2015 Semester Genap Kelompok Cia-Cia Desa Karya Baru Sorawolio

12. Seseorang yang aku sayangi Julianti Bhayangkari beserta keluarga besarnya yang selalu setia memberikan dukungan dan doa dalam penyusunan skripsi ini.

Akhir kata semoga ALLAH SWT,selalu memberika berkah, hidayah serta umur panjang kepada kita semua dan semoga penulisan ini bermanfaat bagi seluruh pembaca terutama bagi penulis. Amin.

Kendari, Januari 2016

(9)

ABSTRAK

Pipa adalah saluran tertutup yang biasanya berpenampang lingkaran dan digunakan untuk mengalirkan fluida dengan tampang aliran penuh. Pipa memiliki berbagai bentuk penampang dan ukurannya sering banyak digunakan oleh orang. Tujuan dari penelitain ini adalah untuk mengetahui kehilangan tenaga akibat adanya belokan pada pipa, seperi belokan pipa secara berangsur-angsur dan belokan 450 secara langsung serta pengaruhnya terhadap gesekan yang terjadi. Adapun

Pada penelitian ini alat yang digunakan yaitu satu set pirantiFluid Friction Apparatus. Ada beberapa parameter yang dianalisa yaitu debit, kecepatan aliran, beda tinggi kemudian menganalisa koefisien gesek serta menghitung angka Reynolds dan kehilangan energi akibat belokan dan faktor gesekan. Dengan melakukan running alat sebanyak 30 kali. Dengan waktu yang divariasikan untuk menghasilkan debit yang bervariasi pula.

Hasil dari analisa kehilangan tenaga untuk volume 9 liter pada debit 0,000495 m3/det didapatkan kehilangan tenaga pada belokan pipa secara berangsur-angsur yaitu 0,0490 m dan pada belokan 450 secara langsung yaitu 0.0201 m. Begitu pula pada volume 12 liter untuk debit 0,000385 m3/det didapatkan kehilangan tenaga pada belokan pipa secara berangsur-angsur yaitu 0,0406 m dan pada belokan 450 secara mendadak/langsung yaitu 0.0173 m. Kecepatan aliran berbanding lurus dengan kehilangan energi. Semakin cepat waktu tempuh pengaliran maka kehilangan energy pula semakin besar. Kecenderungan (trend) yang terjadi didapatkan dari hasil analisa bahwa pada volume 9 liter maupun 12 liter pada debit yang sama kehilangan energi yang cenderung besar terjadi pada belokan pipa secara berangsur-angsur.

(10)
(11)

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

SURAT KETERANGAN KEASLIAN ... iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... v

KATA PENGANTAR ………. vi

ABSTRAK ... ix

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR GAMBAR ... xvi

DAFTAR NOTASI ... xviii

BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 3 1.3 Tujuan penelitian ... 3 1.4 Batasan Masalah ... 4 1.5 Manfaat Penelitian ... 4 1.6 Penelitian terdahulu . ... 5 1.7 Sistematika Penelitian ... 6

BAB II LANDASAN TEORI ... 8

2.1 Aliran Melalaui Pipa ... 8

(12)

2.2.1 Kehilangan Energi Karena Gesekan pada pipa ... 9

2.2.2 Kehilangan Tenaga Pada Belokan ... 12

2.3 Aliran melalui Saluran Tertutup ... 16

2.4 Aliran Laminer dan Turbulen ... 17

2.4.1 Aliran Laminer dalam Pipa ... 17

2.4.2 Aliran Turbulen dalam Pipa ... 18

2.4.3 Aliran Transisi ... 18

2.5 Bilangan Reynold ... 19

2.6 Kehilangan Tinggi Tekan Pada Pipa ... 22

BAB III METODE PENELITIAN ... 23

3.1 Tempat dan Waktu Penelitan ... 23

3.1.1 Tempat Penelitian ... 23

3.1.2 Waktu Penelitian ... 23

3.2 Alat dan bahan Penelitian ... 24

3.2.1 Alat ... 24

3.2.2 Bahan ... 24

3.2.3 Sketsa Alat Uji ... 25

3.3 Tahap Pengujian ... 26

3.4 Running Alat ... 27

3.5 Analisa Data ... 27

3.6 Bagan Alir Penelitian ... 30

BAB IV Hasil dan Pembahasan ... 32

(13)

4.2 Analisa Perhitungan ... 35

4.2.1 Analisa Perhitungan Pada Volume 9 Liter ... 35

4.2.1.1 Perhitungan Debit ... 35

4.2.1.2 Perhitungan Kecepatan ... 37

4.2.1.3 Perhitungan Beda Tinggi ... 39

4.2.1.4 Kehilangan Tenaga Berdasarkan Koefisien belokan .... 42

4.2.1.5 Bilangan Reynold ... 44

4.2.1.6 Koefisiaen Geser ... 46

4.2.1.7 Perhitungan Headloss ... 47

4.2.2 Analisa Perhitungan Pada Volume 12 Liter ... 58

4.2.2.1 Perhitungan Debit ... 58

4.2.2.2 Perhitungan Kecepatan ... 59

4.2.2.3 Perhitungan Beda Tinggi ... 61

4.2.2.4 Kehilangan Tenaga Berdasarkan Koefisien belokan .... 64

4.2.2.5 Bilangan Reynold ... 66

4.2.2.6 Koefisiaen Gesek ... 68

4.2.1.7 Perhitungan Headloss ... 69

BAB V Kesimpulan dan Saran ... 84

5.1 Kesimpulan ... 84

5.2 Saran ... 85

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(14)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Nilaiߙpada pengecilan mendadak ………. 13

Tabel 2.2 koefisienߙsebagai fungsi sudut belokan ... … 14

Tabel 2.3 nilaiߙsebagai fungsi R/D untuk sudut belokan 900……….... 14

Tabel 3.1 Barchart Penelitian ……….. 23

Tabel 4.1 Tabel Pengamatan 9 Liter ………. 33

Tabel 4.2 Tabel Pengamatan 12 Liter ……… 34

Tabel 4.3 Perhitungan Debit pada volume 9 Liter ……… 36

Tabel 4.4 Tabel Kecepatan Aliran ………. 37

Tabel 4.5 Perhitungan Hukur Pipa Berangsur-angsur berdasarkan waktu pengamatan ………... 39

Tabel 4.6 Perhitungan Hukur 450Langsung/ mendadak berdasarkan waktu pengamatan ……… 41

Tabel 4.7 Perhitungan Hhitung ………. 43

Tabel 4.8 analiasa perhitungan angka Reynold (Re) ……… 44

Tabel 4.9 Hasil analisa koefisien geser ……….. 46

Tabel 4.10 Perhitungan Headloss pada belokan berangsur-angsur ………. 48

Tabel 4.11 Hasil perhitungan Headloss pada belokan 450 langsung ...………. 50

Tabel 4.12 tabel rekapitulasi pada Volume 9 liter ………. 52

(15)

Tabel 4.14 Tabel Kecepatan Aliran Volume 12 liter ………. 60

Tabel 4.15 Perhitungan Hukur berdasarkan waktu pengamatan ………. 61

Tabel 4.16 Perhitungan Hukur berdasarkan waktu pengamatan ………..63

Tabel 4.17 Perhitungan Hhitung ……….…… 65

Tabel 4.18 analiasa perhitungan angka Reynold (Re) ………..66

Tabel 4.19 Hasil analisa koefisien geser ………. 68

Tabel 4.20 Perhitungan Headloss pada belokan berangsur-angsur …..……. 70

Tabel 4.21 Hasil perhitungan Headloss pada belokan 450 langsung …….…….72

(16)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kehilangan Tenaga ……… 11

Gambar 2.2 Bentuk Belokan Patah Pipa ……… 15

Gambar 2.3 Alat Osborn Reynold ……… 20

Gambar 2.4 Aliran Laminer (a), Kriktik (b), Dan turbulen (c)……….. 20

Gambar 3.1 Sketsa Alat fluid Friction Apparatus ………. 25

Gambar 3.2 Bagan alir penelitian ……….. 31

Gambar 4.1 Belokan Berangsur-angsur ……….. 32

Gambar 4.2 Belokan 450langsung (mendadak)………. 32

Gambar 4.3 Grafik hubungan Kehilangan Tenaga terhadap Kecepatan ……… 53

Gambar 4.3 Grafik hubungan Kehilangan Tenaga terhadap Kecepatan ……… 54

Grafik 4.5 Grafik Kecenderungan Headloss (Hf) antara kedua belokan ……….55

Grafik 4.6 Grafik Kecenderungan HukurPada Kedua Belokan ……… 56

Grafik 4.7 Grafik Hubungan Hukur Terhadap Hhitung Pada Kedua Belokan ….. 57

Gambar 4.8 Grafik hubungan Kehilangan Tenaga terhadap Kecepatan ………. 76

Gambar 4.9 Grafik hubungan Kehilangan Tenaga terhadap Kecepatan ………. 77

Gambar 4.10 Grafik Kecenderungan Headloss (Hf) antara kedua belokan …..78

Gambar 4.11 Grafik Kecenderungan HukurPada Kedua Belokan ……….. 79

Grafik 4.12 Grafik Hubungan Hukur Terhadap Hhitung Pada Kedua Belokan .. 80

Grafik 4.13 Grafik hubungan debit dengan jumlah running alat pada kedua Volume. ……….. 81

Grafik 4.14 Grafik hubungan HHitung dengan jumlah running alat pada kedua volume ………... 82

(17)

Grafik 4.15 Grafik hubungan Headloss pada kedua belokan dengan jumlah

(18)

DAFTAR NOTASI

Simbol Keterangan

Q Debit aliran (m3/det)

t Waktu pengaliran (det)

A LuasPenampang (m2)

Re Angka Reynold

D Diameter Pipa (m)

L Panjang Pipa (m)

g Percepatan Grafitasi (m/det2)

Hf Kehilangan energi akibat gesekan (m)

v Kecepatan aliran(m/det)

V Volume air (Liter)

µ

Viskositas (m/det2)

f

Koefisien gesek

K

b Koefisien belokan

H

hitung

Kehilangan enegi akibat koefisien belokan (m)

(19)

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pipa adalah saluran tertutup yang biasanya berpenampang lingkaran dan digunakan untuk mengalirkan fluida dengan tampang aliran penuh. Fluida yang dialirkan melalui pipa bisa berupa zat cair, gas, dan tekanan atmosfer. Apabila zat cair didalam pipa tidak memenuhi maka aliran termasuk didalam aliran saluran terbuka. Karena mempunyai permukaan tebal maka fluida yang dialirkan adalah zat cair.

Pipa memiliki berbagai bentuk penampang dan ukurannya sering banyak digunakan oleh orang. Pada umumnya pipa tersebut adalah pipa berbentuk lingkaran. Material pipa yang digunakan bermacam – macam (acrylic, PVC, platic, dan logam). Material yang dibutuhkan sesuai dengan ketentuan dan tujuannya.

Fluida adalah zat yang bisa mengalir, yang mempunyai partikel yang mudah bergerak dan berubah bentuk tanpa pemisah massa. Fluida mempunyai sifat umum bahwa fluida harus dibatasi dengan dinding kedap supaya tetap dalam bentuknya semula. Tahanan fluidah terhadap perubahan bentuk sangat kecil sehingga fluida dapat dengan mudah mengikuti bentuk tempat yang membatasinya.

Pada zat cair yang mengalir didalam bidang batas (pipa, saluran terbuka atau bidang datar) akan terjadi tegangan geser dan gradient kecepatan pada saluran

(20)

menyebabkan terjadinya kehilangan tenaga selama pengaliran. Di dalam pipa, tampang lintang aliran adalah tetap yang yang tergantung pada dimensi pipa. Demikian juga kekasaran dinding pipa adalah seragam sepanjang pipa.

Didunia industri sebagian besar fluida mengalir pada pipa tertutup. Masalah utama yang terjadi adalah karena adanya gesekan sepanjang dinding pipa terbentuknya turbulensi akibat gesekan relatif dalam molekul fluida yang di pengaruhi oleh viskositas fluida yang terjadi kerugian tekanan atau kehilangan energi.

Akibat sambung dan belokan serta kurangnya perawatan dan akibat umur pipa dan akan timbul permasalahan pada aliran, seperti lebih sering terjadi kerusakan pipa, kebocoran, besarnya energi yang hilang serta penurunan tingkat pelayananan air bersih untuk konsumen. Selain hal tersebut, besar kehilangan energi yang terjadi diakibatkan pula oleh jenis sambungan atau belokan. Setiap jenis sambungan atau belokan mempunyai kehilangan energi yang beragam tergantung jenis sambungan apa yang di gunakan. Ada beberapa sambungan atau belokan yang sering digunakan yaitu 900, 450, sambungan Y, sambungan T, pembesaran mendadak, dan perkecilan mendadak.

Oleh karena sebab diatas maka penulis mengambil judul “ Analisa Kehilangan Energi pada belokan secara berangsur-angsur dan pada belokan 450 secara langsung atau mendadak ”.

Dalam penelitian aliran dalam pipa ini menggunakan alat Fluid Friction Apparatus yang merupakan suatu rangkaian jaringan pipa yang dapat digunakan untuk mengukur kehilangan energi akibat gesekan yang terjadi apabila terdapat fluida tak kompressibel mengalir melalui pipa.

(21)

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian pada latar belakang, rumusan masalah yang dapat disusun sebagai berikut :

1. Berapakah kehilangan energi yang diakibatkan oleh pengaruh gesekan? 2. Bagaimana hubungan antara kecepatan aliran dengan kehilangan energi

yang terjadi pada masing-masing belokan?

3. Bagaiamana hubungan antara kehilangan tinggi Tekan pada pipa (Hukur

dan Hhitung) pada masing-masing belokan?

4. Bagaimana kecenderungan (Trend) yang didapatkan terhadap kedua belokan tersebut ?

1.3.Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini yaitu :

1. Mengetahui kehilangan energi yang diakibatkan oleh pengaruh gesekan. 2. Mengetahui hubungan antara kehilangan energi akibat belokan dengan

kecepatan aliran.

3. Mengetahui hubungan antar H ukur dan Hhitung pada belokan secara

berangsur-angsur dan pada belokan 450 secara langsung.

4. Mengetahui Trend (kecenderungan) yang didapatkan dengan membandingkan kedua belokan tersebut.

(22)

1.4. Batasan Masalah

Dalam penulisan ini agar masalah tidak melebar dan menjauh maka studi ini di batasi pada beberapa maslah sebagai berikut :

1) penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Mekanika Fluida dan Hidraulika Fakultas Teknik Universitas Haluoleo Kendari.

2) Alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah satu set piranti Fluid Friction Apparatus

3) Pengujian dibatasi pada volume air 9 dan 12 liter

4) Pengujian dilakukan pada percabangan/sambungan (elbow) belokan secara berangsur-angsur dan pada belokan 450 secara langsung atau mendadak.

1.5. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang didapatkan dari penelitian ini : 1. Manfaat Teoritis

Mengembangkan ilmu pengetahuan dibidang teknik sipil terkhusus pada konsentrasi keairan sesuai dengan teori yang didapat pada bangku perkuliahan.

2. Manfaat Praktek

Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat diketahui kecenderungan yang terjadi pada belokan secara berangsur-angsur dan pada belokan 450 secara langsung terhadap kehilangan energi.

(23)

1.6 Penelitian Terdahulu

Terdapat beberapa penelitian tentang kehilangan energi pada pipa yang penulis jadikan sebagai bahan referensi serta literatur dalam penyusunan laporan kedepannya tanpa ada unsur untuk meniru penelitian yang telah ada. Adapun beberapa penelitian tersebut adalah sebagai berikut :

1. Sufira, 2011. Dengan judul Pengaruh Pengaruh Belokan (elbow) dan Perubahan Penampang Terhadap Kehilangan Tenaga Pada Saluran Pipa. Adapun tujuan dari penelitian tersebut yaitu mengetahui pengaruh pembelokan terhadap kehilangan tenaga pada pipa, mengetahui besarnya kehilangan tenaga dengan debit yang berbeda pada belokan 450, 900, dan pembesaran serta pengecilan penampang pipa.

2. Hendrawati Pamungkas, 2011. Dengan judul Analisis Pengaliran Dalam Pipa Dengan Berbagai Perubahan Penampang. Adapun tujan dari penelitian tersebut yaitu mengetahui koefisien gesek pipa dan faktor sambungan dan menunjukkan hubungan antara kehilangan energy dan kecepatan pada perubahan penampang.

3. Bambang Surendro, 2012. Dengan judul Pengaruh Sudut Belokan Terhadap Tinggi Air Pada Saluran Pipa. Adapun tujuan dari penelitan tersebut yaitu Mengetahui berapa besar pengaruh belokan terhadap tinggi tekan pada pipa

(24)

1.7 Sistematika Penulisan

Dalam penelitian ini, sistematika penulisan akan disusun menjadi 6 (enam) bab yang saling melengkapi serta berhubungan satu sama lainnya sehingga menjadi satu kesatuan yang utuh. Adapun sistematika penulisan diuraikan sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan

Menguraikan yang menjadi latar belakang penelitian, rumusan masalah, yang akan diteliti serta pembahasan masalahnya, tujuan dan manfaat penelitian serta sistematika penulisan.

Bab II Landasan Teori

Pada bab ini membahas tentang definisi pipa, sitem perpipaan, kehilangan energi dan kehilangan tekanan akibat gesekan serta akibat perubahan penampang. Dan membhas pula persamaan-persamaan yang akan digunakan dalam analisis data nantinya.

Bab III Metode Penelitian

Pada bab ini membahas metode penelitian yang berisi lokasi dan waktu penelitian, sistematikan penelitian, alat-alat yang digunakan serta bagan alir penelitian.

Bab IV Hasil dan Pembahasan

Memaparkan karakteristik data penelitian, hasil pengolahan data penelitian dan membahas tentang hasil dari penelitian yang dibandingkan dengan studi literatur.

(25)

Bab V Kesimpulan dan saran

Memberikan kesimpulan dari hasil penelitian yang telah dilakukan dan saran-saran yang dianggap perlu .

(26)

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Aliran Melalui Pipa

Pipa merupakan saluran tertutup uang biasanya berpenampang lingkaran dan digunakan untuk mengalirkan fluida dengan tampang aliran penuh. Fluida yang dialirkan melalui pipa biasanya bisa berupa zat cair atau gas, dan tekanan bia lebih besar atau lebih kecil dari tekanan atmosfir.

Sistem tata pipa merupakan rangkaian pengaturan penyambungan pipa untuk mengantur jalan keluarnya air sesuai yang dikehendaki. Sistem perpipaan yang berfungsi untuk mengalirkan zat cair dari satu tempat ke tempat yang lain. Aliran terjadi karena adanya perbedaan tinggi tekanan dikedua tempat yang disebabkan oleh adanya perbedaan elevasi muka air atau karena digunakannya pompa.

2.2 Kehilangan Tenaga Aliran Melalui Pipa

Pada zat cair yang mengalir didalam bidang batas, misalnya pipa akan terjadi tegangan geser dan gradient kecepatan pada seluruh medan aliran karena adanya kekentalan. Tegangan geser tersebut akan menyebabkan terjadinya kehilangan tenga selama pengaliran. Persamaan Bernoulli di bawah ini :

Z1+ ௉ଵ + ௏ଵ మ ଶ௚ = Z2+ ௉ଶ ఊ + ௏ଶమ ଶ௚ + hf ……….………. (2.1)

(27)

Apabila pipa mempunyai penampang yang konstan, maka v1= v2,

dan persamaan diatas dapat ditulis dalam bentuk yang lebih sederhana untuk kehilangan tenaga akibat gesekan.

h1 = (Z1+௉ଵ) - (Z2+௉ଶ) ………...…………(2.2) Atau hf = Z + ௉ ఊ ………...………(2.3) Keterangan: hf = kehilangan tenaga (m) Z1= Tinggi elevasi di titik 1 (m)

Z2= Tinggi elevasi di titik 2 (m)

P1= Tekanan di titik 1 (N/m2)

P2= Tekanan di titik 2 (N/m2)

V1= Kecepatan aliran dititik 1 (m/s)

V2= Kecepatan aliran dititik 2 (m/s)

g = Percepatan gravitasi (m/s2) ߛ= Berat jenis (kg/m2.s2)

2.2.1 Kehilangan Energi Karena Gesekan pada pipa

Kehilangan energi akibat gesekan disebut juga kehilangan primer atau mayorlose. Terjadi akibat adanya kekentalan zat cair dan turbulensi karena adanya kekasaran dinding batas pipadan akan menimbulkan gaya gesek yang akan menyebabkan kehilangan tenaga disepanjang pipa

(28)

g v D L h 2 2  

sepanjang satuan panjang akan konstan selama kekasaran tidak berubah. (Triatmodjo, 1996)

Kehilangan tenaga karena gesekan antara zat cair dengan dinding pipa berbanding lurus dengan panjang pipa dan kekasaran pipa dan berbanding terbalik dengan diameter pipa :

………..………..…(2.4)

Keterangan :

h = tinggi tekanan yang hilang (m) L = Panjang pipa (m)

v = kecepatan aliran (m/s) D = Diameter (m)

g = Percepatan gravitasi (m/s2)

Koefisien gesekan pipa tergantung pada parameter aliran (Triatmojo 1996 : 31), apabila pipa adalah hidrolis halus parameter tersebut adalah kecepatan aliran diameter pipa dan kekentalan zat cair dalam bentuk angka reynolds. Berdasarkan penelitian yang dilakukan Blasius, dia mengemukakan rumus gesekan f untuk pipa halus dalam bentuk:

f = ଴.ଷଵ଺

ோ௘బ.మఱ berlaku untuk 4000 < Re < 105……….(2.5)

Head loss biasanya dinyatakan dengan satuan panjang. Sehingga untuk persamaan (2), Head Loss adalah harga∆p yang dinyatakan dengan satuan panjang mmHg atau inchHg. Harga Hf sendiri bergantung pada

(29)

D g V L f Hf . . . 2 2 

tipe alirannya. Untuk aliran laminar, dimana Re < 2100, berlaku persamaan Darci – Weisbach :

………...………,.………...(2.6) Keterangan: F = head loss (m) f = koefisien geser L = panjang pipa (m) v = kecepatan aliran (m/s) g = percepatan gravitasi (m/s2) D = diameter pipa (m)  =viskositas aliran (m2/s)

Gambar 2.1 Kehilangan Tenaga,( Triatmodjo, 1996 : 11) ܸଵଶ 2݃ ܲଵ ߛ ܸଶଶ 2݃ ܲଶ ߛ Hf Z1 Z2 EGL HGL α L  1 2 τ0 τ0

(30)

Dimana z1dan z2masing-masing adalah elevasi pada titik 1 dan

titik 2, P1/ߛ danP2/ߛadalah tinggi energi tekan (pressur head) pada titik

1 dan titik 2, v12/ 2gdanv22/ 2gadalah tinggi energy kecepatan(velocity

head) pada titik 1 dan titik 2, dan Hf adalah kehilangan energy primer

(headloss primer). Nilai z + P/ߛ disebut sebagai tinggi piezometrik (piezometric head), sedangkan nilai z + P/ߛ + v2/2g disebut sebagai total tinggi energy (total head). Plot tinggi pezometrik di sepanjang jalur pipa disebut garisenergi hidrolik (hydraulic grade line) atau yang disingkat HGL. Sedangkan plot total tinggi energi disepanjang jalur pipa disebut sebagai garis total energy (energy grade line) atau yang disingkat EGL. Pada penerapan dilapangan secara luas, tinggi energi kecepatan dapat diabaikan sehingga HGL dan EGL adalah sama.

2.2.2 Kehilangan Tenaga Pada Belokan

Disamping adanya kehilangan tenaga akibat gesekan pipa, terjadi pula kehilangan tenaga dalam pipa yang diakibatkan karena perubahan penampang pipa, sambungan, belokan, dam katub. Kehilangan tenaga akibat gesekan pada pipa panjang biasanya jauh lebih besar dari pada kehilangna tenaga sekunder, sehingga pada keadaan tersebut biasanya kehilangan tenaga sekuder diabaikan. Pada pipa pendek kehilangan tenaga sekunder harus diperhitungkan. Apabila kehilangan tenaga sekunder lebih dari 5% dari kehilangan tenaga akibat gesekan maka kehilangan tersebut diabaikan. Untuk memperkecil kehilangan tenaga

(31)

sekunder, perubahan penampang atau belokan jangan dibuat mendadak tetapi berangsur-angsur. (Triatmodjo : 1996)

Kehilangan energi yang terjadi akibat aliran melalu sambungan dan percabangan standar adalah sebanding dengan kuadrat dari kecepatan aliran sebagai berikut :

h

e

=

ߙ

௏ మ

ଶ௚ ………(2.7)

keterangan :

he= Kehilangan energi (m)

ߙ= faktor sambungan atau pecabangan v = kecepatan aliran (m/s)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

Untuk mencari harga ߙ pada kasus pelebaran luas penampang pipa, digunakan rumus :

ߙ

=

1

஺భ

஺మ

………..………..(2.8)

Dengan:

ߙ= faktor sambungan/ percabangan A = luas penampang (m2)

Tabel 2.1 Nilaiߙpada pengecilan mendadak

D1/ D2 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0

ߙ 0,08 0,17 0,26 0,34 0,37 0,41 0,43 0,45 0,46

(32)

Kehilangan tenaga yang terjadi pada belokan tergantung pada sudut belokan pipa. Rumus kehilangan tenaga pada belokan adalah serupa dengan rumus pada sambungan dan percabangan standar, yaitu :

h

e

=

ߙ

௏మ

ଶ௚ ……….…….………..(2.9)

Tabel 2.2 koefisienߙsebagai fungsi sudut belokan

Sudut 200 450 600 800 900

ߙ 0.05 0.14 0.36 0.74 0.98

Sumber: bambang Triatmodjo, 1993

Ada dua macam belokan pada pipa yaitu belokan langsung dan belokan patah. untuk sudut belokan 900 dan dengan belokan halus (berangsur-angsur), kehiilangan tenaga tergantung pada perbandingan jari-jari belokan dan diameter pipa.

Tabel 2.3 nilaiߙsebagai fungsi R/D untuk sudut belokan 900

R/D 1 2 4 6 10 16 20

ߙ 0,35 0,19 0,17 0,22 0,32 0,38 0,42

Sumber: bambang Triatmodjo, 1993

Pada setiap aliran dimana tidak ada kebocoran maka untuk setiap penampang tertentu berlaku :

A1.V1= A2.V2= A3.V3 ……… …………...(2.10)

Besarnya debit (Q) pengaliran: v Q =୴

௧ ………..…………..….….(2.11)

Persamaan Kecepatan (v) : v =ொ

(33)

Keterangan :

A = Luas Penampang (m2) Q = Debit (m3/s)

V = Volume (m3) t = waktu (s)

Dari percobaan Weisbach dihasilkan rumus umum untuk belokan patah, sebagai berikut (Sularso, Haruo Tahara : 2000) :

Kb= 0,946 sin2ఏ

ଶ+ 2,047 sin

4ఏ

ଶ ………..(2.13)

Dengan :

ߠ= sudut belokan (derajat)

Kb= Koefisien Belokan.

Gambar 2.2 Bentuk belokan patah pipa (Sularso, Haruo Tahara : 2000)

Persamaan-persamaan yang digunakan didalam pipa Horizontal, termasuk untuk menentukan Head Loss juga berlaku untuk elbow dengan catatan elbow juga dalam posisi horizontal didalam sistem perpipaan. Hasil pengujian head loss menunjukkan bahwa, sudut sambungan belokkan berbanding lurus dengan head loss. Semakin besar sudut sambungan belokan pipa, nilai head loss yang dihasilkan semakin besar. Hal ini disebabkan oleh perbedaan tinggi tekan pada sebelum dan setelah

v

(34)

p g V F c      2 2

bahwa kecepatan air berbanding terbalik dengan sudut sambungan belokan pipa, semakin besar sudut sambungan belokan pipa maka kecepatan air semakin kecil, dan sebaliknya semakin kecil sudut sambungan belokan pipa kecepatan air semakin besar. Hal tersebut disebabkan karenan waktu yang diperlukan lebih lama untuk sudut belokan yang semakin besar (Haruo Tahara,Sularso.2000).

Untuk pipa dimana diameternya berubah kecil kebesar, pipa pertama dengan diameter D1 dan pipa kedua dengan diameter D2, atau

Enlargement, dan pipa masih didalam posisi horizontal, tidak ada kerja pada sistem, maka∆Z =0, W = 0 dengan persamaan :

……….….(2.14)

Jika ∆݌ൗߩ sangat kecil,dan bisa diabaikan terhadap harga dari ∆ݒଶ

2݃௖

ൗ , maka :

∆௩మ

ଶ௚

=

݂

.………...(2.15)

2.3 Aliran Pada Saluran Tertutup

Pipa adalah saluran tertutup yang biasanya berpenampang lingkaran yang digunakan untuk mengalirkan fluida dengan tampang aliran penuh. Fluida yang dialirkan melalui pipa bias berupa zat cairatau gas dan tekanan bias lebih besar atau lebih kecil dari tekanan atmosfer. Apabila zat cair dalam pipa tidak penuh maka aliran termasuk kedalam aliran terbuka ataukarena tekanan didalam pipa

(35)

sama dengan tekanan atmosfir (zat cair dalam pipa tak penuh) aliran termasuk dalam pengaliran terbuka. (Kodatie, 2005:5).

2.4 Aliran Laminer dan Turbulen

Aliran viskos dapat dibedakan menjadi dua tipe yaiut aliran laminar dan aliran turbulen. Dalam aliran laminar partikel-partikel zat cair bergerak teratur mengikuti lintasan yang saling sejajar. Aliran ini terjadi apabila kecepatan kecil dan kekentalan besar (Bambang Triatmodjo,1993).

Pengaruh kekentalan adalah sangat besar sehingga dapat meredam ganguan yang dapat menyebabkan aliran menjadi turbulen. Dengan berkurangnya kekentalan dan bertambahnya kecepatan aliran maka daya redam terhadap gangguan akan berkurang,yang sampai pada suatu batas tertentu akan menyebabkan terjadinya perubahan aliran laminar ke turbulen. Pada aliran turbulen gerak partikel-partikel tidak teratur.

2.4.1 Aliran Laminer Dalam Pipa

Faktor-faktor penting dalam aliran zat cair adalah distribusi kecepatan aliran, tegangann geser, dan kehilangan tenaga dalam selama pengaliran. Persamaan distibusi kecepatan, tegangan geser, dan kehilangan tenaga untuk alirn laminar dan mantap akan diturunkan untuk aliran melalui pipa lingkaran. Pada aliran laminar untuk zat cair rill, kecepatan aliran pada dinding batas nol. Dianggap bahwa distribusi kecepaan pada setiap tampang adalah simetris terhadap sumbu pipa sehingga semua titik yang berjarak sama dari sumbu pipa mempunyai kecepatan sama (Bambang Triatmodjo,1993).

(36)

Reynold menunjukkan bahwa untuk aliran laminer berlaku Bilangan Reynold, NRe < 2100. Pada keadaan ini juga berlaku hubungan Head Loss berbanding lurus dengan kecepatan linear fluida, atau HαV.

2.4.2 Aliran Turbulen Pada Pipa

Turbulensi adalah gerak partikel zat cair yang tidak teratur dan sembarang dalam waku dan ruang. Turbulensi ditimbulkan oleh gaya-gaya viskos dan gerak lapis zat cair yang berdampingan pada kecepatan yang berbeda.meskipun variasi kecepatan disuatu titik dalam aliran turbulen adalah sembarang, tetapi masih mungkin untuk menyatakan nilai rerata dalam waktu dari kecepatan suatu titik secara staistik. Dengan demikian kecepatan sesaat disuatu titik akan berfluktuasi terhadap nilai rerata menurut waktu (Bambang Triatmodjo,1993).

Reynold menunjukkan bahwa untuk aliran turbulen berlaku Bilangan Reynold, NRe < 4000. Pada keadaan ini juga berlaku hubungan Head Loss berbanding lurus dengan kecepatan linear berpangkat n, atau HαVn.

2.4.3 Aliran Transisi

Aliran transisi merupakan aliran fluida dengan kecepatan diantara kecepatan linear dan kecepatan turbulen. Aliran berbentuk laminar atau turbulen sangat tergantung oleh pipa dan perlengkapannya. Reynold menunjukkan bahwa untuk aliran transisi berlaku hubungan Bilangan Reynold, 2100 < NRe < 4000.

(37)

2.5 Bilangan Reynold

Angka Reynolds adalah bilangan tanpa dimensi yang nilainya bergantung pada kekasaran dan kehalusan pipa sehingga dapat menentukan jenis aliran dalam pipa. Profesor Osborne Reynolds menyatakan bahwa ada dua tipe aliran yang ada didalam suatu pipa yaitu :

1. Aliran laminar pada kecepatan rendah dimana berlaku hαv 2. Aliran Turbulen pada kecepatan tinggi dimana berlaku hαvn

Dalam penelitiannya, Reynolds mempelajari kondisi dimana satu jenis aliran berubah menjadi aliran jenis lain, dan bahwa kecepatan kritis, dimana aliran laminar berubah menjadi aliran turbulen. Keadan ini bergantung pada empat buah besaran yaitu: diameter tabung, viskositas, densitas dan kecepatan linear rata-rata zat cair. Lebih jauh ia menemukan bahwa ke empat faktor itu dapat digabungkan menjadi suatu gugus, dan bahwa perubahan macam aliran berlangsung pada suatu nilai tertentu gugus itu. Pengelompokan variabel menurut penemuannya itu adalah: μ D.v..ρ Re ………..…(2.16) Atau μ D.v Re

Keterangan : D = Diameter pipa ( m )

v = Kecepatan rata-rata zat cair ( m / s )

μ= Viskositas zat cair ( kg / m.s )

(38)

Pada tahun 1884 Osborn Reynolds (dalam Triatmojo 1996 : 3) melakukan percobaan untuk menunjukan sifat-sifat aliran laminer dan aliran turbulen. Alat yang digunakan terdiri dari pipa kaca yang dapat melewatkan air dengan berbagai kecepatan (gambar 2.2). Aliran tersebut diatur oleh katub A. Pipa kecil B yang berasal dari tabung berisi zat warna C. Ujung yang lain berada pada lobang masuk pipa kaca.

C

B A

Gambar 2.3 Alat Osborn Reynold

Reynolds menunjukan bahwa untuk kecepatan aliran yang kecil di dalam aliran kaca, zat warna akan mengalir dalam suatu garis lurus seperti benang yang sejajar dengan sumbu pipa. Apabila katub dibuka sedikit demi sedikit, kecepatan akan bertambah besar dan benang warna mulai berlubang yang akhirnya pecah dan menyebar pada seluruh aliran dalam pipa

a b

c

(39)

Kecepatan rerata pada mana benang warna mulai pecah disebut kecepatan kritik. Penyebaran dari benang warna disebabkan oleh percampuran dari partikel- partikel zat cair selama pengaliran. Dari percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa pada kecepatan kecil, percampuran tidak terjadi dan partikel-partikel zat cair bergerak dalam lapisan-lapisan yang sejajar, dan menggelincir terhadap lapisan disampingnya. Keadaan ini disebut aliran laminer. Pada kecepatan yang lebih besar, benang warna menyebar pada seluruh penampang pipa, dan terlihat bahwa percampuran dari partikel-partikel zat cair terjadi; keadaan ini disebut aliran turbulen.

Menurut Reynolds, ada tiga faktor yang mempengaruhi keadaan aliran yaitu kekentalan zat cair μ(mu), rapat masa zat cair ρ (rho), dan diameter pipa D. Hubungan antara μ, ρ , dan D yang mempunyai dimensi sama dengan kecepatan adalah ఓ

ఘ஽

.

Reynodls menunjukan bahwa aliran dapat diklasifikasikan berdasarkan suatu angka tertentu. Angka tersebut diturunkan dengan membagi kecepatan aliran didalam pipa dengan nilai , yang disebut dengan angka Reynolds.

Dengan μ (miu) adalah kekentalan kinematik. Dari percobaan yang dilakukan untuk aliran air melalui pipa dapat disimpulkan bahwa pada angka Reynolds rendah gaya kental dominan sehingga aliran adalah laminer. Dengan bertambahnya angka Reynolds baik karena bertambahnya kecepatan atau berkurangnya kekentalan zat cair atau bertambah besarnya dimensi medan aliran (pipa), akan bisa menyebabkan kondisi aliran laminer menjadi tidak stabil.

(40)

Sampai pada suatu angka Reynolds di atas nilai tertentu aliran berubah dari laminer menjadi turbulen.

Berdasarkan pada percobaan aliran di dalam pipa, reynolds menetapkan bahwa untuk angka Reynolds dibawah 2000, gangguan aliran dapat diredam oleh kekentalan zat cair, dan aliran pada kondisi tersebut adalah laminer. Aliran akan turbulen apabila angka Reynolds lebih besar dari 4000. Apabila angka Reynolds berada diantara kedua nilai tersebut 2000<Re<4000 aliran adalah transisi. Angka Reynolds pada kedua nilai di atas (Re =2000 dan Re = 4000) disebut dengan batas kritik bawah dan atas.

2.6 Kehilangan Tinggi Tekan Pada Pipa

Kehilangan tinggi tekan yang ditimbulkan pada saluran atau aliran didalam pipa akibat tikungan dibedakan menjadi :

 Kehilangan tinggi tekan total akibat gesekan ataupun penambahan geometri (hb) dengan koefisien tinggi tekan kb

 Kehilangan tinggi tekan akibat perubahan energigeometri pipa dengan gesekan pada tikungan ¼

Secara umum rumus kehilangan energi adalah sebagai berikut : Hhitung = Kb ௏

²

ଶ௚ ………(2.17)

Keterangan :

Hhitung = kehilangan tinggi tekanan / energi akibat tikungan (m)

Kb = koefisien kehilangan tekan pada belokan

g = percepatan gravitasi (m/s²) v = kecepatan aliran (m/s)

(41)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 3.1.1 Tempat Penelitan

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Keairan Fakultas Teknik Universitas Haluoleo Kendari.

3.1.2 Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan November tahun 2015 sampai dengan Januari tahun 2016

Tabel 3.1 Barchart Penelitan

KEGIATAN

BULAN

NOVEMBER DESEMBER JANUARI

I II III IV I II III IV I II III IV 1. Persiapan awal

a. Studi Pustaka b. Pembuatan Proposal 2. Seminar Proposal 3. Kegiatan Laboratorium

a.Persiapan Alat dan Bahan b.Running Pendahuluan c.Running Penelitian 4. Analisa Data 5. Penyusunan Laporan 6. Ujian Hasil

(42)

3.2 Alat dan Bahan Penelitian 3.2.1. Alat

Adapun peralatan yang digunakan pada penelitian ini yaitu : 1. Fluid Friction Apparatus

Fluid Friction Apparatus merupakan rangkaian jaringan pipa yang dapat digunakan untuk mengukur kehilangan energy akibat gesekan yang terjadi apabila terdapat fluid tak kompresibel mengalir melalui pipa, percabangan/sambungan maupun alat ukur kecepatan. Yang terdiri dari :

 Pipa belokan 900

 Pipa belokan 450

 Pipa dengan pembesaran mendadak

 Pipa dengan kontraksi mendadak 2. Basic Hydrolic Bench

3. Velocity meter 4. Kanebo 5. Blangko Data 6. Alat tulis 7. Stopwatch 3.2.2. Bahan

Pada penelitain ini bahan yang digunakan adalah air yang di ambil dari laboratorium Hidolika dan Sumber Daya Air jurusan Teknik sipil, Universitas Haluoleo.

(43)

3.2.3. Sketa Alat Uji

Gambar Keterangan :

1. rangka pipa baja dengan beban penghisap 2. dinding belakang

3. keran penghambat aliran fluida 4. penyambung pipa pengukur tekanan 5. pengukur tekanan (atmosfer)

6. pengukur sistem penggukuran 7. pengukurobjek saluran

8. alat pengukur aliran 9. katup pengalir air

Sketa Alat Uji

Gambar 3.1 sketsa Alat fluid Friction Apparatus Keterangan :

rangka pipa baja dengan beban penghisap dinding belakang

keran penghambat aliran fluida penyambung pipa pengukur tekanan pengukur tekanan (atmosfer)

pengukur sistem penggukuran pengukurobjek saluran

t pengukur aliran katup pengalir air

(44)

3.3 Tahap Pengujian

Pada tahap ini dilakukan pengujian kehilangan energi pada pipa dengan berbagai perubahan belokan dan penampang pada suatu jaringan pipa.

Adapun prosedur percobaannya adalah sebagai berikut

1. Menyiapkan alat fluid friction apparatus dan meletakannya diatas alat bench 2. Menghubungkan selang bench ke pipa pada alat fluid friction apparatus 3. Menyalakan alat bench dengan memutar katup emergency dan menekan

tombol on pada power yang terdapat pada bench

4. Setelah alat bench menyala, bukan katup pada air dan pada bench secara perlahan hingga air dapat mengalir ke alat fluid friction apparatus

5. Menormalkan selang dengan mengalirkan hingga aliran air dalam selang bebas dari gelembung udara

6. Membuka katup yang ada pada pipa yang akan diamati yaitu pada pipa belokan 450.

7. Menormalkan ketinggian air pada masing – masing manometer dengan membuka dan menutup katup pengukur

8. Mencatat tinggi tekanan pada manometer

9. Mencatat pula waktu saat volume air mencapai 9 liter 10. Mengatur temperatur air menggunakan velocity meter 11. Mengulang langkah (7) dan (8)

12. Mencatat waktu pada saat volume mencapai 9.

13. Mengurangi volume aliran air yang masuk dengan menutup secara perlahan katup dan hentikan saat terjadi perbedaan tekanan pembacaan manometer 14. Mengukur panjang pipa pada aliran belokan 450.

(45)

15. Cara yang sama dilakukan untuk penentuan head loss pada pipa elbow 45o secara mendadak/langsung

3.4 Running Alat

Proses kerja alatfluid friction apparatusyang digunakan oleh peneliti adalah sebagai berikut :

1. Hubungkan unit dengan pasokan listrik utama.

2. Posisikan pompa dalam kedaan “ON” dan tekan tombol pompa, kemudian putar kran Debit searah “OPEN” (berlawanan Arah jarum jam) 3. Cek jika terjadi pengaliran dengan baik, maka sistem OK.

4. Atur belokan pipa sesuai data yang digunakan 5. Atur debit air pada pipa dengan aliran yang stabil

3.5 Analisa Data

Setelah pengukuran maka dilanjutkan dengan menganalisa data yang telah diperoleh dari laboratorium dengan menggunakan parameter yang telah ditentukan untuk menghasilkan data yang diinginkan. Data tersebut diolah untuk memperoleh kehilangan tenaga akibat belokan 450 secara berangsur-angsur dan pada belokan 450 secara langsung atau mendadak dengan menggunakan rumus : (Triadmodjo,2008).

1. Mengitung Debit Air

ܳ

=

ݐ ………(3.1)

(46)

V = Volume air (m3)

t = waktu air mengalir (det) 2. Menghitung Kecepatan Aliran

v

=

஺ ………(3.2)

Dengan:

Q = Debit Aliran (m3/det) v = Kecepatan Aliran (m/det)

A = Luas Penampang (m2). 3. Menghitung Beda Tinggi

Hukur = Hsebelum - Hsesudah ………...(3.3) Dengan:

Hukur = Selisih tinggi (mm)

Hsebelum = Tinggi air pada pembacaan manometer sebelum melewati belokan (mm)

Hsesudah = Tinggi air pada pembacaan manometer sesudah melewati belokan (mm) 4. Mencari Hhitung Hhitung =

݇

² ଶ௚ ………...(3.4) Dengan :

Hhitung = kehilangan energi (m)

v = Kecepatan Aliran (m/det) g = Percepatan grafitasi (m/det2) Kb = Koefisien energi Elbow

(47)

5. Menghitung Bilangan Reynold (Re)

ܴ݁

=

·஽ ……….(3.5)

Dengan :

Re = Bilangan Reynold v = Kecepatan Aliran (m/det) D = Diamerter Pipa (m)

ߤ

=

viskositas (m2/det) 6. Perhitungan Koefisien Geser

݂

=

ோ௘଴,ଷଵ଺΄²⁵……….(3.6) Dengan : f = koefisien geser Re = Bilangan Reynold 7. Perhitungan Headloss Hf

=

௙·௅ ஽

·

௏² ଶ௚ ...(3.7) Dengan :

Hf= Headloss (m) L = Panjang Pipa (m)

f = koefisien geser g = Percepatan grafitasi (m/det2) D= diameter pipa (m)

(48)

3.6 Bagan Alir Penelitian

Penjelasan tentang bagan alir penelitian dapat dilihat pada tahapan-tahapan penelitian diatas. Secara garis besar bagan alir tahapan metode penelitan dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

(49)

Koefisien Gesek Kajian Pustaka

Penyiapan Alat dan Bahan

Kesimpulan

Selesai Running Alat

Debit Aliran Kecepatan Aliran Kehilangan Energi Variasi Sudut belokan Sudut450 mendadak Sudut450 Berangsur-angsur

Hasil dan Pembahasan

Gambar 3.2 Bagan alir penelitian Persiapan

(50)

4.1 Tabel Pengamatan

Dari percobaan yang telah dilaksanakan di Laboratorium Keairan Teknik Sipil Universitas Haluoleo, diperoleh beberapa

ini dititik beratkan pada analisa kehilangan energi membandingkan belokan pipa secara berangsur secara langsung dengan menggunakan Alat ini menggunakan volume 9 liter dan 12 liter.

Gambar 4.2 Belokan 45 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Tabel Pengamatan

Dari percobaan yang telah dilaksanakan di Laboratorium Keairan Teknik Sipil Universitas Haluoleo, diperoleh beberapa hasil data pengamatan

n pada analisa kehilangan energi belokan pipa dengan membandingkan belokan pipa secara berangsur-angsur dan belokan pipa 45 secara langsung dengan menggunakan Alat Fluid Friction Apparatus

ini menggunakan volume 9 liter dan 12 liter.

Gambar 4.1 Belokan pipa Berangsur-angsur

Gambar 4.2 Belokan 450langsung (mendadak) 1

3 2

Dari percobaan yang telah dilaksanakan di Laboratorium Keairan Teknik hasil data pengamatan. Penelitian belokan pipa dengan angsur dan belokan pipa 450

Fluid Friction Apparatus. Penelitian

(51)

Tabel 4.1 Tabel Pengamatan 9 Liter

Sumber : Hasil pengamatan,2016

H2oNo.1 H2oNo.2 H2oNo.1 H2oNo.2

(mm) (mm) (mm) (mm) 1 0.009 18.18 63.0 40.3 94.0 78.5 2 0.009 18.44 61.2 39.5 93.2 77.2 3 0.009 18.70 59.5 38.7 92.4 76.6 4 0.009 18.95 57.7 37.8 92.3 76.0 5 0.009 19.21 56.0 37.0 90.0 74.6 6 0.009 19.57 55.1 36.1 87.1 72.3 7 0.009 19.93 54.2 35.3 84.3 70.0 8 0.009 20.23 53.7 34.8 82.8 68.8 9 0.009 20.44 53.2 34.3 81.4 67.6 10 0.009 20.65 52.3 33.5 78.5 65.3 11 0.009 21.20 49.9 31.5 74.7 62.0 12 0.009 21.76 47.4 29.5 71.0 58.8 13 0.009 22.15 45.0 27.5 68.4 55.5 14 0.009 22.51 43.7 26.5 65.9 53.8 15 0.009 22.86 42.5 25.5 63.4 52.2 16 0.009 23.42 40.0 24.0 61.1 50.3 17 0.009 23.99 37.5 22.5 58.8 48.4 18 0.009 24.20 35.0 20.9 57.6 46.4 19 0.009 24.66 33.8 20.2 55.9 45.5 20 0.009 25.11 32.5 19.4 54.2 44.5 21 0.009 25.52 31.6 18.7 52.5 43.1\ 22 0.009 25.93 30.8 17.9 50.9 41.6 23 0.009 26.75 29.0 16.5 47.5 38.8 24 0.009 27.57 27.3 15.0 44.2 35.8 25 0.009 28.39 25.5 13.5 40.8 33.0 26 0.009 29.58 22.6 11.8 38.0 30.7 27 0.009 30.18 21.2 10.9 36.6 29.6 28 0.009 30.78 19.7 10.0 35.2 28.4 29 0.009 31.97 16.8 8.3 33.2 26.9 30 0.009 33.16 13.9 6.5 29.6 23.8 No

volume waktu Pipa berangsur-angsur 45 langsung Suhu

titik 1 ke titik 2

(m3) (detik) (°C)

(52)

Tabel 4.2 Tabel Pengamatan 12 Liter

Sumber : Hasil Pengamatan,

H2oNo.1 H2oNo.2 H2oNo.1 H2oNo.2

(mm) (mm) (mm) (mm) 1 0.012 31.12 63.3 40.9 91.5 76.5 2 0.012 31.71 61.1 39.3 88.2 73.7 3 0.012 32.30 58.9 37.7 85.0 71.0 4 0.012 32.89 56.7 36.1 81.7 68.2 5 0.012 33.48 54.5 34.5 78.4 65.4 6 0.012 33.67 53.4 33.6 77.0 64.1 7 0.012 33.86 52.3 32.7 75.5 62.8 8 0.012 34.24 50.0 30.9 72.7 60.2 9 0.012 34.62 47.8 29.1 69.8 57.6 10 0.012 35.00 45.5 27.3 66.9 55.0 11 0.012 35.92 43.1 25.8 64.1 52.9 12 0.012 36.83 40.7 24.4 61.3 50.8 13 0.012 37.29 39.4 23.6 59.9 49.7 14 0.012 37.75 38.2 22.9 58.5 48.6 15 0.012 38.66 35.8 21.4 55.7 46.5 16 0.012 39.28 34.7 20.6 53.8 44.9 17 0.012 39.90 33.6 19.9 51.8 43.3 18 0.012 41.13 31.4 18.4 48.0 40.0 19 0.012 42.37 29.2 16.8 44.1 36.8 20 0.012 43.60 27.0 15.3 40.2 33.5 21 0.012 44.50 25.9 14.7 39.2 32.6 22 0.012 45.40 24.8 14.0 38.2 31.8 23 0.012 47.20 22.5 12.8 36.1 30.0 24 0.012 49.00 20.3 11.5 34.1 28.3 25 0.012 50.80 18.0 10.2 32.0 26.5 26 0.012 52.33 16.9 9.3 30.4 25.1 27 0.012 53.85 15.8 8.5 28.8 23.7 28 0.012 56.90 13.5 6.7 25.5 20.9 29 0.012 59.95 11.3 5.0 22.3 18.1 30 0.012 63.00 9.0 3.2 19.0 15.3 No

volume waktu pipa berangsur-angsur 45 langsung

titik 1 ke titik 2 (m3) (detik)

25.8

Suhu

(53)

4.2 Analisa Perhitungan

 Analisa Perhitungan viskositas pada suhu 25,80C No T (0C) µ x 10-6(m/s)

1. 25 0.894

2. 25.8 x

3. 26 0.875

Sumber: hasil Analisa

Dik . T1= 250C

µ1

= 0.894 m/s T2= 25,80C

µ3

= 0.875 m/s T3= 260C Dit.

µ2

= ….? Penyelesaian :

µ2

=

µ1

+(µଷିµଵ) (୘ଷି୘ଵ) . (T2– T1)

µ2

= 0.894 +(଴.଼଻ହ–଴.଼ଽସ) (ଶ଺ିଶହ) . (25.8 – 25)

µ2

= 0.894 + (-0.0152)

µ2

= 0.8778

µ2

= 8.79 x 10-7m2/s

jadi nilai viskositas pada suhu 25,80C adalah 8.79 x 10-7m2/s 4.2.1. Analisa Perhitungan pada Volume 9 Liter

4.2.1.1 Pehitungan Debit (Q)

Perhitungan Debit pada volume 0,009 m3waktu 18,18 detik Dik : ܸ= 0,009݉³

ݐ= 18,18ݏ

Dit :ܳ= ...? Peny :ܳ =௏

(54)

=0,00918,18

= 0,00049505m3/s

Di dapatkan Debit 0,00049505 m3/s. Untuk perhitungan Selanjutnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 4.3 Perhitungan Debit pada volume 9 Liter

No volume waktu Q (m3) (detik) (m3/det) 1 0.009 33.16 0.00027141 2 0.009 31.97 0.00028154 3 0.009 30.78 0.00029245 4 0.009 30.18 0.00029822 5 0.009 29.58 0.00030423 6 0.009 28.39 0.00031701 7 0.009 27.57 0.00032644 8 0.009 26.75 0.00033645 9 0.009 25.93 0.00034709 10 0.009 25.52 0.00035266 11 0.009 25.11 0.00035842 12 0.009 24.66 0.00036504 13 0.009 24.20 0.00037190 14 0.009 23.99 0.00037523 15 0.009 23.42 0.00038425 16 0.009 22.86 0.00039370 17 0.009 22.51 0.00039991 18 0.009 22.15 0.00040632 19 0.009 21.76 0.00041370 20 0.009 21.20 0.00042448 21 0.009 20.65 0.00043584 22 0.009 20.44 0.00044031 23 0.009 20.23 0.00044488 24 0.009 19.93 0.00045158 25 0.009 19.57 0.00045989 26 0.009 19.21 0.00046851 27 0.009 18.95 0.00047487 28 0.009 18.70 0.00048141 29 0.009 18.44 0.00048814 30 0.009 18.18 0.00049505

(55)

Tabel diatas menunjukkan dengan volume yang sama dengan waktu tempuh yang divariasikan akan megnhasilkan debit yang bervariasi pula. Semakin cepat waktu tempuh maka semakin besar debit yang dihasilkan. 4.2.1.2 Perhitungan Kecepatan (v) Dik :ܳ = 0.0002714m3/s ܦ = 0,017݉ Dit : v= ...? Peny :

v

=

ொ ஺

=

଴.଴଴଴ଶ଻ଵସ ୫ ଷ¼··()² /ୱ

=

¼.଴଴଴ଶ଻ଵସ ୫ ଷ·,ଵସ·(,଴ଵ଻)/²ୱ = 1.196 ݉ ݏ/

Untuk perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 4.4 Tabel Kecepatan Aliran

No D (m) A (m2) Q (m3/det) v (m/det) a b c d e 1 0.017 0.00022687 0.0002714 1.196 2 0.017 0.00022687 0.0002815 1.241 3 0.017 0.00022687 0.0002924 1.289 4 0.017 0.00022687 0.0002982 1.315

(56)

a b c d e 5 0.017 0.00022687 0.0003042 1.341 6 0.017 0.00022687 0.0003170 1.397 7 0.017 0.00022687 0.0003264 1.439 8 0.017 0.00022687 0.0003364 1.483 9 0.017 0.00022687 0.0003471 1.530 10 0.017 0.00022687 0.0003527 1.555 11 0.017 0.00022687 0.0003584 1.580 12 0.017 0.00022687 0.0003650 1.609 13 0.017 0.00022687 0.0003719 1.639 14 0.017 0.00022687 0.0003752 1.654 15 0.017 0.00022687 0.0003842 1.694 16 0.017 0.00022687 0.0003937 1.735 17 0.017 0.00022687 0.0003999 1.763 18 0.017 0.00022687 0.0004063 1.791 19 0.017 0.00022687 0.0004137 1.824 20 0.017 0.00022687 0.0004245 1.871 21 0.017 0.00022687 0.0004358 1.921 22 0.017 0.00022687 0.0004403 1.941 23 0.017 0.00022687 0.0004449 1.961 24 0.017 0.00022687 0.0004516 1.991 25 0.017 0.00022687 0.0004599 2.027 26 0.017 0.00022687 0.0004685 2.065 27 0.017 0.00022687 0.0004749 2.093 28 0.017 0.00022687 0.0004814 2.122 29 0.017 0.00022687 0.0004881 2.152 30 0.017 0.00022687 0.0004950 2.182 Sumber : Hasil Analisa, 2016

(57)

Tabel diatas menunjukkan hasil dari kecepatan yang terpengaruh berdasarkan debit dan luas permukaan penampang dalam hal ini pipa. Berdasarkan data diatas menunjukkan bahwa semakin besar debit air yang dihasilkan maka semakin besar pula kecepatan aliran.

4.2.1.3 Perhitungan beda tinggi (ܪ ݑ݇ݑݎ)

1. Perhitungan beda tinggi pada belokan 450berangsur-angsur Dik : hsebelum = 63,0mm

hSesudah = 40,3mm

Dit : hukur = ...?

Peny : : hukur = hsebelum - hSesudah

= 63,0−40,3

= 22,7mm

= 0.0227m

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat diihat pada tabel di bawah ini :

Tabel 4.5 Perhitungan Hukur berdasarkan waktu pengamatan

No volume Belokan berangsur-angsur Hukur Hukur H2

o

No.1 H2

o

No.2 (m3) (mm) (mm) (mm) (m) a b c d e f 1 0.009 13.9 6.5 7.4 0.0074 2 0.009 16.8 8.3 8.6 0.0086 3 0.009 19.7 10.0 9.7 0.0097 4 0.009 21.2 10.9 10.3 0.0103 5 0.009 22.6 11.8 10.9 0.0109 6 0.009 25.5 13.5 12.0 0.0120 7 0.009 27.3 15.0 12.3 0.0123 8 0.009 29.0 16.5 12.6 0.0126

(58)

a b c d e f 10 0.009 31.6 18.7 13.0 0.0130 11 0.009 32.5 19.4 13.1 0.0131 12 0.009 33.8 20.2 13.6 0.0136 13 0.009 35.0 20.9 14.1 0.0141 14 0.009 37.5 22.5 15.1 0.0151 15 0.009 40.0 24.0 16.0 0.0160 16 0.009 42.5 25.5 17.0 0.0170 17 0.009 43.7 26.5 17.2 0.0172 18 0.009 45.0 27.5 17.5 0.0175 19 0.009 47.4 29.5 17.9 0.0179 20 0.009 49.9 31.5 18.4 0.0184 21 0.009 52.3 33.5 18.8 0.0188 22 0.009 53.2 34.4 18.9 0.0189 23 0.009 53.7 34.8 18.9 0.0189 24 0.009 54.2 35.3 18.9 0.0189 25 0.009 55.1 36.1 19.0 0.0190 26 0.009 56.0 37.0 19.0 0.0190 27 0.009 57.8 37.8 19.9 0.0199 28 0.009 59.5 38.7 20.9 0.0209 29 0.009 61.3 39.5 21.8 0.0218 30 0.009 63.0 40.3 22.7 0.0227

Sumber: Hasil Analisa, 2016

Tabel diatas menunjukkan perhitungan Hukur berdasarkan hasil

pengamatan belokan pipa berangsur-angsur pada alat Fluid Friction Apparatus. Hasil pengukuran cenderung menurun. Tetapi ada sebagian yang menanjak bahkan konstan. Hal ini dikarenakan pada saat pengamatan dimulai berdasarkan bukaan kran debit yang paling maksimal hingga menutup . hal ini juga disebabkan takanan air yang kurang stabil pada saat penelitian.

2. Perhitungan beda tinggi pada belokan 450secara langsung (mendadak) Dik : hsebelum = 94,0mm

hSesudah = 78,4mm

(59)

Peny : : hukur = hsebelum - hSesudah

= 94,0−78,4

= 15,6mm

= 0.0156m

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat diihat pada tabel di bawah ini : Tabel 4.6 Perhitungan Hukur berdasarkan waktu pengamatan

No volume 45 langsung Hukur Hukur titik 1 ke titik 2 H2

o

No.1 H2

o

No.2 (m3) (mm) (mm) (mm) (m) a b c d e f 1 0.009 29.6 23.8 5.8 0.0058 2 0.009 33.2 26.9 6.3 0.0063 3 0.009 35.2 28.4 6.8 0.0068 4 0.009 36.6 29.6 7.1 0.0071 5 0.009 38.0 30.7 7.3 0.0073 6 0.009 40.8 33.0 7.8 0.0078 7 0.009 44.2 35.9 8.3 0.0083 8 0.009 47.5 38.8 8.8 0.0088 9 0.009 50.9 41.6 9.2 0.0092 10 0.009 52.5 43.1 9.5 0.0095 11 0.009 54.2 44.5 9.7 0.0097 12 0.009 55.9 45.5 10.4 0.0104 13 0.009 57.6 46.4 11.2 0.0112 14 0.009 58.8 48.4 10.5 0.0105 15 0.009 61.1 50.3 10.8 0.0108 16 0.009 63.4 52.2 11.2 0.0112 17 0.009 65.9 53.8 12.1 0.0121 18 0.009 68.4 55.5 12.9 0.0129 19 0.009 71.0 58.8 12.2 0.0122 20 0.009 74.7 62.0 12.7 0.0127 21 0.009 78.5 65.3 13.2 0.0132 22 0.009 81.4 67.6 13.8 0.0138 23 0.009 82.8 68.8 14.0 0.0140 24 0.009 84.3 70.0 14.3 0.0143 25 0.009 87.1 72.3 14.9 0.0149

(60)

a b c d e f

27 0.009 92.3 76.0 16.3 0.0163

28 0.009 92.4 76.6 15.9 0.0159

29 0.009 93.2 77.2 16.0 0.0160

30 0.009 94.0 78.5 15.5 0.0155

Sumber : hasil Analisa, 2016

Tabel diatas menunjukkan perhitungan Hukur berdasarkan hasil

pengamatan belokan 450 langsung (mendadak) pada alat Fluid Friction Apparatus. Hasil pengukuran cenderung menanjak atau naik. Tetapi ada sebagian yang menurun bahkan konstan. Hal ini dikarenakan pada saat pengamatan dimulai berdasarkan bukaan kran debit yang paling maksimal hingga menutup . hal ini juga disebabkan takanan air yang kurang stabil pada saat penelitian.

4.2.1.4 Menentukan Kehilangan Tenaga Berdasarkan Koefisien Pada Belokan  Mencari nilai Kb Kb = 0,946 sin2ఏ ଶ+ 2,047 sin 4ఏ ଶ = 0,946 sin2 ସହ ଶ + 2,047 sin 4ସହ ଶ =0,339 = 0,34  Hasil analisa untuk t = 18,18 s

Dik : v = 1.196m/s

Kb = 0,34

݃ =9,81݉ ݏ/ Dit : Hhitung = ……?

(61)

Hhitung =݇ଶ௚௏²

= 0,34

·.ଵଽ଺,଼ଵ

= 0,0852 m

Maka didapatkan Hhitung yaitu 0,0248 m.

Untuk perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada tabel di bawah ini: Tabel 4.7 Perhitungan Hhitung

No Kb g v Hhitung (m/det2) (m/det) (m) a b c d e 1 0.34 9.81 1.196 0.02480 2 0.34 9.81 1.241 0.02669 3 0.34 9.81 1.289 0.02880 4 0.34 9.81 1.315 0.02995 5 0.34 9.81 1.341 0.03116 6 0.34 9.81 1.397 0.03384 7 0.34 9.81 1.439 0.03588 8 0.34 9.81 1.483 0.03811 9 0.34 9.81 1.530 0.04056 10 0.34 9.81 1.555 0.04188 11 0.34 9.81 1.580 0.04326 12 0.34 9.81 1.609 0.04487 13 0.34 9.81 1.639 0.04657 14 0.34 9.81 1.654 0.04741 15 0.34 9.81 1.694 0.04971 16 0.34 9.81 1.735 0.05219 17 0.34 9.81 1.763 0.05385 18 0.34 9.81 1.791 0.05559 19 0.34 9.81 1.824 0.05763 20 0.34 9.81 1.871 0.06067 21 0.34 9.81 1.921 0.06396 22 0.34 9.81 1.941 0.06528 23 0.34 9.81 1.961 0.06664

(62)

a b c d e 25 0.34 9.81 2.027 0.07121 26 0.34 9.81 2.065 0.07391 27 0.34 9.81 2.093 0.07593 28 0.34 9.81 2.122 0.07803 29 0.34 9.81 2.152 0.08023 30 0.34 9.81 2.182 0.08252

Sumber : Hasil analisa, 2016

Tabel diatas menunjukkan perhitungan Hhitung yang terpengaruh

dari kecepatan, koefisien belokan dan percepatan gravitasi. Berdasrakan tabel diatas, semakin besar kecepatan aliran maka semakin besar pula kehilangan tenaga (Hhitung) yang di dapatkan.

4.2.1.5 Bilangan Reynold (Re)

Analisa perhitungan untuk v = 2,182 m/s Dik : v =1.196 ݉ ݏ/ ܦ = 0,017݉ ߤ= 8,79 · 10ˉ (m3/det) Dit :ܴ݁= ...? Peny

:

ܴ݁

=

௏·஽ ఓ = 1.196 · 0,0178,79 · 10ˉ = 23142.98

Maka didapatkan angka Reynold yaitu 23142.98 maka termasuk kedalam aliran turbulen

(63)

Tabel 4.8 analiasa perhitungan angka Reynold (Re) No v D µ Re (m/s) (m) (m3/det) 1 1.196 0.017 0.00000087880 23142.98 2 1.241 0.017 0.00000087880 24006.30 3 1.289 0.017 0.00000087880 24936.52 4 1.315 0.017 0.00000087880 25429.20 5 1.341 0.017 0.00000087880 25941.73 6 1.397 0.017 0.00000087880 27031.40 7 1.439 0.017 0.00000087880 27835.38 8 1.483 0.017 0.00000087880 28688.65 9 1.530 0.017 0.00000087880 29595.89 10 1.555 0.017 0.00000087880 30071.37 11 1.580 0.017 0.00000087880 30562.38 12 1.609 0.017 0.00000087880 31126.40 13 1.639 0.017 0.00000087880 31711.63 14 1.654 0.017 0.00000087880 31995.89 15 1.694 0.017 0.00000087880 32764.28 16 1.735 0.017 0.00000087880 33570.49 17 1.763 0.017 0.00000087880 34100.04 18 1.791 0.017 0.00000087880 34646.56 19 1.824 0.017 0.00000087880 35275.63 20 1.871 0.017 0.00000087880 36194.85 21 1.921 0.017 0.00000087880 37163.26 22 1.941 0.017 0.00000087880 37545.08 23 1.961 0.017 0.00000087880 37934.82 24 1.991 0.017 0.00000087880 38505.84 25 2.027 0.017 0.00000087880 39214.17 26 2.065 0.017 0.00000087880 39949.06 27 2.093 0.017 0.00000087880 40491.83 28 2.122 0.017 0.00000087880 41049.55 29 2.152 0.017 0.00000087880 41622.85 30 2.182 0.017 0.00000087880 42212.40 Sumber : Hasil analisa, 2016

Tabel diatas memperihatkan nilai angka Reynold (Re). terlihat bahwa semua aliran diatas termasuk kedalam jenis lairan turbulen dikarenakan Re > 4000. Nilai Reynold terpengaruh akibat adanya

(64)

kecepatan. Semakin cepat suatu aliran maka nilai Reynoldnya semakin besar pula.

4.2.1.6 Koefisien Geser (f)

Analisa perhitungan untuk Re = 42212,40

Dik :ܴ݁= 42212,40 Dit :݂= ...? Peny :

݂

=

଴,ଷଵ଺ ோ௘⁰΄²⁵ = 0,316 (42212,40)⁰΄²⁵ = 0,022046

Maka didapatkan nilai koefisien geser untuk Re = 42212,40 yaitu 0,022046. Untuk hasil analisa lainnya, dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 4.9 Hasil analisa koefisien geser

NO Re 0.316 f a b c d 1 23142.98 0.316 0.025620 2 24006.30 0.316 0.025387 3 24936.52 0.316 0.025147 4 25429.20 0.316 0.025024 5 25941.73 0.316 0.024899 6 27031.40 0.316 0.024644 7 27835.38 0.316 0.024465 8 28688.65 0.316 0.024281 9 29595.89 0.316 0.024092 10 30071.37 0.316 0.023997 11 30562.38 0.316 0.023900 12 31126.40 0.316 0.023791 13 31711.63 0.316 0.023680 14 31995.89 0.316 0.023627 15 32764.28 0.316 0.023488

(65)

a b c d 16 33570.49 0.316 0.023345 17 34100.04 0.316 0.023254 18 34646.56 0.316 0.023162 19 35275.63 0.316 0.023058 20 36194.85 0.316 0.022910 21 37163.26 0.316 0.022759 22 37545.08 0.316 0.022701 23 37934.82 0.316 0.022643 24 38505.84 0.316 0.022558 25 39214.17 0.316 0.022456 26 39949.06 0.316 0.022352 27 40491.83 0.316 0.022276 28 41049.55 0.316 0.022200 29 41622.85 0.316 0.022124 30 42212.40 0.316 0.022046 Sumber : Hasil analisa,2016

Tabel diatas menunjukan nilai koefisien gesek. Nilai koefieisn gesek dihasilkan berdasarkan variasi angka reynold yang ada. Semakin besar angka reynold yang di dapatkan maka koefisien geseknya cenderung semakin turun. walaupun hanya sedikit penurunnnya.

4.2.1.7 Perhitungan Headloss (Hf)

Untuk perhitungan kehilangan energi akibat gesekan (headloss) maka terbagi menjadi 2 (dua) yaitu :

1. Analisa Headloss pada belokan pipa berangsur-angsur Dik :݂= 0,0256

ܮ= 0,34݉

v = 1,196 ݉ ݏ/

݃= 9,81 ݉ ݏ/ ଶ

(66)

Dit :

H

f = ...? Peny :Hf

=

௙·௅ ஽

·

² ଶ௚ =0,0256 · 0,340,017 ·(1,196)2 · 9,81² = 0,03124m

Untuk hasil perhitungan selanjutnya dapat dilihat tabel dibawah ini : Tabel 4.10 Perhitungan Headloss pada belokan pipa berangsur-angsur

Tabel diatas menunjukkan kehilangan tenaga akibat gaya gesek yang terjadi pada belokan pipa 450 berangsur-angsur. Pada tabel diatas dapat dilihat bahwa panjang pipa, kecepaan aliran, dan diameter pipa

v L d g Hf (m/det) (m) (m) (m/det2) (m) 1 0.0256 1.196 0.34 0.017 9.81 0.031245 2 0.0254 1.241 0.34 0.017 9.81 0.032115 3 0.0251 1.289 0.34 0.017 9.81 0.033044 4 0.0250 1.315 0.34 0.017 9.81 0.033532 5 0.0249 1.341 0.34 0.017 9.81 0.034038 6 0.0246 1.397 0.34 0.017 9.81 0.035104 7 0.0245 1.439 0.34 0.017 9.81 0.035885 8 0.0243 1.483 0.34 0.017 9.81 0.036706 9 0.0241 1.530 0.34 0.017 9.81 0.037574 10 0.0240 1.555 0.34 0.017 9.81 0.038025 11 0.0239 1.580 0.34 0.017 9.81 0.038490 12 0.0238 1.609 0.34 0.017 9.81 0.039022 13 0.0237 1.639 0.34 0.017 9.81 0.039571 14 0.0236 1.654 0.34 0.017 9.81 0.039836 15 0.0235 1.694 0.34 0.017 9.81 0.040552 16 0.0233 1.735 0.34 0.017 9.81 0.041298 17 0.0233 1.763 0.34 0.017 9.81 0.041785 18 0.0232 1.791 0.34 0.017 9.81 0.042287 19 0.0231 1.824 0.34 0.017 9.81 0.042861 20 0.0229 1.871 0.34 0.017 9.81 0.043696 21 0.0228 1.921 0.34 0.017 9.81 0.044570 22 0.0227 1.941 0.34 0.017 9.81 0.044913 23 0.0226 1.961 0.34 0.017 9.81 0.045262 24 0.0226 1.991 0.34 0.017 9.81 0.045772 25 0.0225 2.027 0.34 0.017 9.81 0.046403 26 0.0224 2.065 0.34 0.017 9.81 0.047053 27 0.0223 2.093 0.34 0.017 9.81 0.047532 28 0.0222 2.122 0.34 0.017 9.81 0.048022 29 0.0221 2.152 0.34 0.017 9.81 0.048524 30 0.0220 2.182 0.34 0.017 9.81 0.049039 No f

(67)

mempengaruhi besar tidaknya kehilangan tenaga yang terjadi. Semakin besar kecepatan aliran maka semakin besar pula kehilangan energinya, akan tetapi berbanding terbalik dengan koefisien gesek. Semakin besar koefisien geseknnya maka semakin kecil kehilangan energi yang terjadi.

2. Analisa Headloss pada belokan 450secara langsung (mendadak)

Dik :݂= 0.0256 ܮ= 0,145݉ v =1.196 ݉ ݏ/ ݃= 9,81 ݉ ݏ/ ଶ ܦ = 0,017݉ Dit : Hf = ...? Peny : Hf =௙·௅· v ² ଶ௚ =0,0256 · 0,1450,017 ·(1,196)2 · 9,81² = 0,01332m

Untuk hasil perhitungan selanjutnya dapat dilihat tabel dibawah ini : Tabel 4.11 Hasil perhitungan Headloss pada belokan 450 langsung

No f v L D g Hf (m/det) (m) (m) (m/det2) (m) a b c d e f g 1 0.0256 1.1964 0.145 0.017 9.81 0.01332 2 0.0254 1.2410 0.145 0.017 9.81 0.01370 3 0.0251 1.2891 0.145 0.017 9.81 0.01409 4 0.0250 1.3145 0.145 0.017 9.81 0.01430 5 0.0249 1.3410 0.145 0.017 9.81 0.01452 6 0.0246 1.3974 0.145 0.017 9.81 0.01497 7 0.0245 1.4389 0.145 0.017 9.81 0.01530

(68)

a b c d e f g 10 0.0240 1.5545 0.145 0.017 9.81 0.01622 11 0.0239 1.5799 0.145 0.017 9.81 0.01641 12 0.0238 1.6091 0.145 0.017 9.81 0.01664 13 0.0237 1.6393 0.145 0.017 9.81 0.01688 14 0.0236 1.6540 0.145 0.017 9.81 0.01699 15 0.0235 1.6937 0.145 0.017 9.81 0.01729 16 0.0233 1.7354 0.145 0.017 9.81 0.01761 17 0.0233 1.7628 0.145 0.017 9.81 0.01782 18 0.0232 1.7910 0.145 0.017 9.81 0.01803 19 0.0231 1.8235 0.145 0.017 9.81 0.01828 20 0.0229 1.8711 0.145 0.017 9.81 0.01864 21 0.0228 1.9211 0.145 0.017 9.81 0.01901 22 0.0227 1.9409 0.145 0.017 9.81 0.01915 23 0.0226 1.9610 0.145 0.017 9.81 0.01930 24 0.0226 1.9905 0.145 0.017 9.81 0.01952 25 0.0225 2.0271 0.145 0.017 9.81 0.01979 26 0.0224 2.0651 0.145 0.017 9.81 0.02007 27 0.0223 2.0932 0.145 0.017 9.81 0.02027 28 0.0222 2.1220 0.145 0.017 9.81 0.02048 29 0.0221 2.1517 0.145 0.017 9.81 0.02069 30 0.0220 2.1821 0.145 0.017 9.81 0.02091 Sumber : Hasil analisa, 2016

Tabel diatas menunjukkan kehilangan tenaga akibat gaya gesek yang terjadi pada belokan pipa 450 secara langsung. Pada tabel diatas dapat dilihat bahwa panjang pipa, kecepaan aliran, dan diameter pipa mempengaruhi besar tidaknya kehilangan tenaga yang terjadi. Semakin besar kecepatan aliran maka semakin besar pula kehilangan energinya, akan tetapi berbanding terbalik dengan koefisien gesek. Semakin besar koefisien geseknnya maka semakin kehilangan energi yang terjadi.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel hasil rekapitulasi kehilangan tenaga pada volume 9 liter dibawah ini :

Gambar

Gambar 2.1 Kehilangan Tenaga,( Triatmodjo, 1996 : 11)
Gambar 2.3 Alat Osborn Reynold
Tabel 3.1 Barchart Penelitan
Gambar 3.1 sketsa Alat fluid Friction Apparatus Keterangan :
+7

Referensi

Dokumen terkait