LAMPIRAN 1 LAMPIRAN 1
PERHITUNGAN HEAD LOSS PERHITUNGAN HEAD LOSS
Head kerugian adalah kerugian-kerugian yang ada dalam suatu instalasi pipa Head kerugian adalah kerugian-kerugian yang ada dalam suatu instalasi pipa yang dialiri suatu fluida, baik gas ataupun cair. Untuk menghitung kerugian gesek dalam yang dialiri suatu fluida, baik gas ataupun cair. Untuk menghitung kerugian gesek dalam pipa kita harus mencari aliran yang terjadi apakah termasuk aliran yang laminer atau pipa kita harus mencari aliran yang terjadi apakah termasuk aliran yang laminer atau aliran yang turbulen dengan memakai bilangan Reynolds, (Tahara H., Sularso, Pompa aliran yang turbulen dengan memakai bilangan Reynolds, (Tahara H., Sularso, Pompa Dan Kompresor, hal : 28).
Dan Kompresor, hal : 28).
Head loss yaitu head untuk mengatasi kerugian kerugian yang terdiri dari head Head loss yaitu head untuk mengatasi kerugian kerugian yang terdiri dari head loss mayor atau kerugian gesek aliran di dalam perpipaan, dan head loss minor atau loss mayor atau kerugian gesek aliran di dalam perpipaan, dan head loss minor atau kerugian di dalam belokan-belokan (elbow), percabangan, dan perkatupan (valve).
kerugian di dalam belokan-belokan (elbow), percabangan, dan perkatupan (valve). Atau Atau Dimana Dimana
= total losses (m)= total losses (m)
= jumlah mayor losses (kerugian gesekan dalam pipa) (m)= jumlah mayor losses (kerugian gesekan dalam pipa) (m)
= jumlah minor losses (kerugian head pada fitting dan valve) (m)= jumlah minor losses (kerugian head pada fitting dan valve) (m)
= panjang ekivalen dari fitting valve ditambah panjang pipa (m)= panjang ekivalen dari fitting valve ditambah panjang pipa (m)
= diameter dalam pipa (m= diameter dalam pipa (m22))
= faktor gesekan= faktor gesekan
= kecepatan rata-rata cairan dalam pipa (m/s)= kecepatan rata-rata cairan dalam pipa (m/s)
a. Head loss mayor
Aliran fluida cair yang mengalir di dalam pipa adalah fluida viskos sehingga faktor gesekan fluida dengan dinding pipa tidak dapat diabaikan, untuk menghitung kerugian gesek dapat menggunakan perumusan sebagai berikut :
Dimana : = mayor losses (m) = factor gesekan = panjang pipa (m)
= kecepatan rata-rata cairan dalam pipa (m/s) = diameter dalam pipa (m2)
Jenis aliran berdasarkan bilangan Reynold ada 3 macam, yaitu aliran transisi (Re = 2300), aliran laminer (Re < 2300), aliran turbulen (Re > 2300), (Sumber : Tahara H., Sularso, Pompa Dan Kompresor, hal : 28).
Untuk dapat menghitung head loss mayor, perlu diketahui lebih awal jenis aliran fluida yang mengalir.
Reynolds Number dapat dihitung dengan rumus :
Atau
Dimana : = Reynold Number = Density cairan (kg/m3) = Diameter dalam pipa (m2)
= Viskositas absolut cairan (m2/s) v = Viskositas Kinematik (m2/dt)
Tabel 1. Sifat air (Viskositas Kinematik) pada tekanan atmosfir Suhu ºC Viskositas Kinematik ( ) m2 / dt Suhu ºC Viskositas Kinematik ( ) m2 / dt 0.0 1.795 x 10- 50.0 0.556 x 10 -5.0 1.519 x 10- 60.0 0.477 x 10 -10.0 1.308 x 10- 70.0 0.415 x 10 -20.0 1.007 x 10- 80.0 0.367 x 10 -30.0 0.804 x 10- 90.0 0.328 x 10 -40.0 0.661 x 10- 100.0 0.296 x 10 -Sumber : Bambang Triatmojo 1996 : 15
Pada perhitungan kali ini suhu air di asumsikan 30oC, sehingga viskositas kinematiknya 0.804 x 10-6 m2/dt.
Apabila aliran laminar ( Re < 2300 ), factor gesekan (f) dapat dicari dengan pendekatan rumus :
Dan apabila aliran turbulen ( Re > 2300 ), factor gesekan (f) dapat dicari dengan Moody diagram atau rumus berikut.
Gambar 1. Diagram Moody
Sumber: Finnemore, E. John, Joseph B. Franzini. Fluid Mechanics: with Engineering Applications. Tenth Edition.
b. Head Loss Minor
Merupakan kerugian head pada fitting dan valve yang terdapat sepanjang sistem perpipaan. Dapat dicari dengan menggunakan Rumus :
Dimana :
= Minor losses (m)
= jumlah fitting / valve untuk diameter yang sama = keofisien gesekan
= kecepatan rata-rata aliran (m/s) = percepatan gravitasi (m/s2)
Dalam menghitung kerugian pada fitting dan valve dapat menggunakan tabel 2 Besaran ini menyatakan kerugian pada fitting dan valve dalam ukuran panjang ekivalen dari pipa lurus.
Tabel 2. Nilai K untuk sambungan ulir
Nominal Pipe (in) 90o Standard Elbow 90o Long Radius Elbow 45o Elbow Return Bend Tee line Tee Branch Globe Valve Gate Valve Angle Valve Square Inlet 3/8 2,5 - 0,38 2,2 0,90 2,7 20 0,40 - 0,5 1/2 2,1 - 0,37 2,1 0,90 2,4 14 0,33 - 0,5 3/4 1,7 0,92 0,35 1,2 0,90 2,1 10 0,28 6,1 0,5 1 1,5 0,78 0,34 1,5 0,90 1,8 9 0,24 4,6 0,5 1-1/4 1,3 0,65 0,33 1,3 0,90 1,7 8,5 0,22 3,6 0,5 1-1/2 1,2 0,54 0,32 1,2 0,90 1,6 8 0,19 2,9 0,5 2 1,0 0,42 0,31 1,0 0,90 1,4 7 0,17 2,1 0,5 2-1/2 0,85 0,35 0,30 0,85 0,90 1,3 6,5 0,16 1,6 0,5 3 0,80 0,31 0,29 0,80 0,90 1,2 6 0,14 1,3 0,5 4 0,70 0,24 0,28 0,70 0,90 1,1 5,7 0,12 1,0 0,5
Sumber : ASHRAE Handbook (2001, p. 35.1) Tabel 3. Nilai K untuk sambungan flange
Nominal Pipe (in) 90o Standard Elbow 90o Long Radius Elbow 45o Long Radius Elbow Return Bend Standard Return Bend Long Radius Tee line Tee Branch Globe Valve Gate Valve Angle Valve Swing Check Valve 1 0,43 0,41 0,22 0,43 0,43 0,26 1,0 13 - 4,8 2,0 1-1/4 0,41 0,37 0,22 0,41 0,38 0,25 0,95 12 - 3,7 2,0 1-1/2 0,40 0,35 0,21 0,40 0,35 0,23 0,90 10 - 3,0 2,0 2 0,38 0,30 0,20 0,38 0,30 0,20 0,81 9 0,34 2,5 2,0 2-1/2 0,35 0,28 0,19 0,35 0,27 0,18 0,79 8 0,27 2,3 2,0 3 0,34 0,25 0,18 0,34 0,25 0,17 0,76 7 0,22 2,2 2,0 4 0,31 0,22 0,18 0,31 0,22 0,15 0,70 6,5 0,16 2,1 2,0 6 0,29 0,18 0,17 0,29 0,18 0,12 0,62 6 0,10 2,1 2,0 8 0,27 0,16 0,17 0,27 0,15 0,10 0,58 5,7 0,08 2,1 2,0 10 0,25 0,14 0,16 0,25 0,14 0,09 0,53 5,7 0,06 2,1 2,0 12 0,24 0,13 0,16 0,24 0,13 0,08 0,50 5,7 0,06 2,1 2,0
GAMBAR RANCANGAN V3 V5 V6 V4 V1 V2 V7 A B BAK PENAMPUNG POMPA PERHITUNGAN RANCANGAN
a. Head loss mayor
Dimana : = mayor losses (m) = factor gesekan = panjang pipa (m)
= kecepatan rata-rata cairan dalam pipa (m/s) = diameter dalam pipa (m2)
PERHITUNGAN RANCANGAN
a. Head loss mayor
Dimana : = mayor losses (m) = factor gesekan = panjang pipa (m)
= kecepatan rata-rata cairan dalam pipa (m/s) = diameter dalam pipa (m2)
Reynolds Number dapat dihitung dengan rumus :
Dimana :
= Reynold Number
= Kecepatan rata-rata aliran (m/s) = Diameter dalam pipa (m2)
v = Viskositas Kinematik (m2/dt)
Pada perhitungan kali ini suhu air di asumsikan 30oC, sehingga viskositas kinematiknya 0,804 x 10-6 m2/dt. Jadi ⁄
Apabila aliran laminar ( Re < 2300 ), factor gesekan (f) dapat dicari dengan pendekatan rumus :
Dan apabila aliran turbulen ( Re > 2300 ), factor gesekan (f) dapat dicari dengan Moody diagram atau rumus berikut.
Dari perhitungan Bilangan Reynold diketahui bahwa aliran air laminer, maka rumus yang digunakan untuk mencari nilai f yaitu :
Head loss mayor untuk pompa tunggal (L = 301 cm)
⁄
Head loss mayor untuk pompa seri (L = 437,7 cm)
⁄
Head loss mayor untuk pompa parallel (L = 431 cm)
⁄
b. Head loss minor Dimana : = Minor losses (m)
= jumlah fitting / valve untuk diameter yang sama = keofisien gesekan
= kecepatan rata-rata aliran (m/s)
= percepatan gravitasi (m/s2)
Head loss minor untuk belokan 90o pada pompa tunggal
⁄
Head loss minor untuk percabangan Tee pada pompa tunggal
⁄
Jadi head loss minor untuk pompa tunggal = 1,29 x 10-5 m
Head loss minor untuk belokan 90o pada pompa seri
⁄
Head loss minor untuk percabangan Tee pada pompa seri
⁄
Head loss minor untuk belokan 90o pada pompa paralel
⁄
Head loss minor untuk percabangan Tee pada pompa paralel
⁄
Jadi head loss minor untuk pompa paralel = 1,9 x 10-6 m Dari hasil perhitungan sebelumnya, dapat disimpulkan :
Total head loss pada pompa tunggal = head loss mayor + head loss minor = 8,19 x 10-14 m + 1,29 x 10-5 m
= 0,0000129 m
Total head loss pada pompa seri = head loss mayor + head loss minor = 1,9 x 10-12 m + 2,7 x 10-4 m
= 0,00027 m
Total head loss pada pompa paralel = head loss mayor + head loss minor = 1,3 x 10-14 m + 1, 9 x 10-6 m
