• Tidak ada hasil yang ditemukan

Pengujian nozzle flow meter sederhana dengan variasi rasio diameter.

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Pengujian nozzle flow meter sederhana dengan variasi rasio diameter."

Copied!
18
0
0

Teks penuh

(1)
(2)

Prosiding Konferensi N

Prof.D

Pro

Prof.

Dra. Ida A

Prof. D

Prof.D

Prof. Ir.

Prof.Ir

Prof.Ir. IA Dwi Giri

Ir. IN Ary

Dr. I

Hak Cipta @ 2013 oleh KNEP I

Dilarang mereproduksi dan me

media apapun tanpa seijin Jurus

Dipublikasikan dan didistri

Udayana, Kampus Bukit Jim

i

IS

erensi Nasional Engineering Perhotelan

27 – 28 Juni, 2013

Ketua Editor

Dr. Ir. I K. G. Sugita, MT.

Editor Pelaksana

Ainul Ghurri, S.T., M.T., Ph.D.

I Made Gatot Karohika, S.T., M.T.

I Ketut Adi Atmika, S.T., M.T.

I G. Teddy Prananda, ST., MT.

Dr. I Made Parwata, ST., MT.

Penyunting Ahli

Prof.Dr. Tjok Gd. Tirta Nindhia (UNUD)

Prof.Dr. ING Antara M.Eng. (UNUD)

Prof.Dr.Ir. IGB Wijaya Kusuma (UNUD)

Prof Johny Wahyuadi M, DEA (UI)

Fauzun, S.T., M.T., Ph.D. (UGM)

ra. Ida Ayu Suryasih, M.Par .(Pariwisata,UNUD)

Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, ST,MT. (UNS)

Dr Sularjoko (UNDIP)

Dr Caturwati (UNTIRTA)

Prof.Dr.Ing. Mulyadi Bur (Sekjen BKSTM)

Prof. Ir. I Nyoman Sutantra M.Sc., Ph.D. (ITS)

Prof.Ir. ING Wardana, M.Eng., Ph.D. (UB)

Dwi Giriantari, MEng.Sc., Ph.D. (Teknik Elektro, UNU

Ir. IN Arya Thanaya, ME, Ph.D. (T. Sipil, UNUD)

Dr. Ir. I Wayan Surata, MErg (UNUD)

KNEP IV – 2013 Jurusan Teknik Mesin – Universitas U

mendistribusi bagian dari publikasi ini dalam

ijin Jurusan Teknik Mesin – Universitas Udayana.

didistribusikan oleh Jurusan Teknik Mesin

ukit Jimbaran, Bali 80362, Indonesia.

ISSN 2338 - 414X

rhotelan IV – 2013

tro, UNUD)

versitas Udayana.

i dalam bentuk maupun

(3)

ii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena

berkat rahmatNya acara Konferensi Engineering Perhotelan IV (KNEP-IV) bisa

terselenggara dengan sukses pada tanggal 27-28 Juni 2013 di Bali. KNEP-IV ini

diselenggarakan oleh jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana dalam rangkaian

kegiatan BKFT ke 48 dan Dies Natalis ke 51 Universitas Udayana, didukung oleh

Badan Kerjasama Teknik Mesin (BKSTM) seluruh Indonesia.

KNEP IV – 2013 ini merupakan forum untuk mendiskusikan dan

mengkomunikasikan hasil-hasil penelitian terkini engineering dalam konteks

perhotelan; dan topik-topik pendukung lain dalam lingkup Teknik Mesin. Disamping

itu untuk meningkatkan kerja sama dengan organisasi profesi engineering perhotelan.

Hasil yang dihapakan adalah meningkatnya mutu riset-riset yang akan dilakukan,

meningkatnya daya kompetisi untuk mendapatkan grant penelitian, hubungan yang

baik inter akademisi dan antara akademisi dengan praktisi.

Konferensi ini mengangkat beberapa Grup topik yang meliputi:

1. Engineering perhotelan (EP): manajemen dan optimasi energi, manajemen

air, AC dan Chiller, pompa, perpipaan, maintenance, elektrikal, sistem

pengamanan, boiler, building service, bangunan hemat energi, dll.

2. Konversi energi (KE): Perpindahan panas, mekanika fluida, termodinamika,

sumber energi alternatif.

3. Teknik

dan

manajemen

manufaktur

(TMM): proses permesinan,

pembentukan, fabrikasi, sistem manufaktur, CAD-CAM, otomasi industri,

sistem pengontrolan.

4. Teknologi, pengujian dan pengembangan material (TPPM): Korosi,

pengelasan, pengecoran, polimer dan komposit, analisis kegagalan.

5. Bidang umum (BU): pendidikan Teknik Mesin, metode pengajaran, kebijakan

energi, pengelolaan dampak lingkungan.

Adapun jumlah artikel yang dipresentasikan dalam konferensi ini adalah

sebanyak 87 makalah yang mencakup ke lima topik di atas.

Kami mengucapkan terima kasih kepada Keynote speaker, para akademisi,

peneliti, praktisi dan professional di bidang perhotelan yang telah mengirimkan

artikelnya, serta semua pihak yang meliputi panitia pengarah, panitia pelaksana,

scientific committee dan sponsor yang telah terlibat dan membantu terselenggaranya

kegiatan ini dengan sukses.

Denpasar, Bali 28 Juni 2013

(4)

iii

DAFTAR ISI

Kata Pengantar

ii

Daftar Isi

iii

Makalah KNEP IV - 2013

iii

Grup Engineering Perhotelan

EP02

Studi perencanaan atap panel surya di hotel The Royale Krakatau Cilegon - Zawahar Islamy, Agung Sudrajad.

1

EP04

Aplikasi teknologi radio frequency identification (RFID) pada sistem monitoring kehadiran karyawan terintegrasi dengan teknologi informasi (TI) - N.M.A.E.D. Wirastuti, IGAK Diafari Djuni

5

Grup konversi energi

KE01

Kaji eksperimental penurunan tekanan air dalam filter pasir aktif - Toto Supriyono, Herry Sonawan, Rizal A. P.

13

KE02

Koefisien Perpindahan Panas dan Kerugian Jatuh Tekanan Aliran di dalam Pipa - Rr. Sri Poernomo Sari, T. Aswinsyah Hassan, D. Saputra, R. Malau

21

KE03

Pengaruh variasi pembebanan terhadap efisiensi ideal dan aktual trubin gas unit Y.Z pada PLTGU X - Yusvardi Yusuf, Santoso Budi, dan Ian Hardiyanto

27

KE04

Metoda pengukuran performansi pengujian turbin angin di terowongan angin - Subagyo

33

KE05

Studi Eksperimental Medan Aliran Hilir Dibelakang Internal Flow Double Skewed Wall Cyclone (IFC2SW) - Gede Widayana, Herman Sasongko

37

KE06

analisa performa mesin dengan biodiesel terbuat dari virgin coconut oil pada mesin diesel - Annisa Bhikuning

43

KE07

Pengaruh bentuk mur pengunci impeller terhadap karakteristik pompa sentrifugal tipe aliran radial - Allo Sarira Pongsapan, Syamsul Arifin, Syukri Himran, Hafrison Salamba

49

KE08

Studi eksperimental pemanfaatan temperatur gas buang dari kendaran bermotor roda dua untuk pemanas kotak makanan pada layanan pesan antar (delivery service box) - Ismail Thamrin, Surya Hadi

59

KE09

Analisa karakteristik kebisingan yang ditimbulkan oleh rem drum kendaraan bermotor - Zulkarnain

(5)

iv

KE11

Frekuensi pola aliran Vortex disekitar geometri dek jembatan - Subagyo

71

KE12

Peningkatan Kinerja Sepeda Motor 4 Tak Dengan Menambahkan Bubble Water Injection Pada Ruang Bakar Motor - NK. Caturwati

79

KE13

Studi karakteristik bahan bakar solar emulsi air - Agung Sudrajad, Ahmad Gofur.

85

KE14

Studi kemampuan tanaman rumah dalam penyerapan panas matahari untuk mengatasi panas local - Ahmad Syuhada dan Dharma Dawood

89

KE15

Waktu Ekstraksi Polutan Formaldehyde oleh Ventilasi Mekanik Aliran Sederhana, Bagian Kamar Tidur 1 untuk Rumah Tinggal dengan Menggunakan Simulasi untuk Kondisi Cuaca Perancis dan Indonesia - Dwinanto, Erni Listijorini

97

KE16

Analysis of rewetting time and temperature distributions during cooling process in vertical rectangular narrow channel - IGN. Bagus Catrawedarma, Indarto, Mulya Juarsa

103

KE17

Pemanfaatan energi angin pantai Anyer sebagai pembangkit listrik skala kecil – Erwin,Slamet Wiyono,Andri nofa

109

KE18

Simulasi numerik pemisahan aliran dingin-panas di dalam tabung vortex - Radi Suradi K, Sugianto

115

KE19

Karakterisasi sifat biolistrik lengkeng diamond river (dimocarpus longan) tambulampot terhadap perbedaan cuaca hujan dan tidak hujan - Hamdan Akbar Notonegoro, Rina Lusiani, Najmi Firdaus

123

Ke20

Pengujian nozzle flow meter sederhana dengan variasi rasio diameter - Ainul Ghurri, AA Adhi Suryawan dan IG Teddy Prananda Surya

129

KE21

Analisis performansi kolektor surya terkonsentrasi menggunakan receiver berbentuk silinder - Ketut Astawa, I Ketut Gede Wirawan, I Made Budiana Putra

137

KE22

The influence of compression ratio to performance of four stroke engine with used arak bali as a fuel - IGK. Sukadana, IKG. Wirawan

145

KE23

Study eksperimental geometri sirif kondensor terhadap unjuk kerja refrigerator - IGA Kade Suriadi, IGK. Sukadana

153

KE24

Pengaruh Besar Butiran Biji Jarak Dan Arang Sekam Padi Pada Briket Dengan Perekat Kanji Dan Tanah Liat Terhadap Kadar Air, Nilai Kalor Dan Laju Pembakarannya - Panca Sunu Pamungkas , I Wayan Joniarta, Made Wijana

(6)

v

KE25

Pengaruh Penggunaan Cdi Standard Dangan Programmable Cdi terhadap Performance Sepeda Motor Empat Langkah 100 Cc - I GNP Tenaya, I GK Sukadana, Hendra Cipta

167

KE26

Kecepatan Api Laminar Pada Pembakaran Premixed Minyak Jatropha - I.K.G. Wirawan,I.N.G. Wardana, Rudy Soenoko, Slamet Wahyudi

175

KE27

Studi gasifikasi downdraft berbahan bakar biomasa - I Nyoman Suprapta Winaya, Made Sucipta, Nur Khotim Romadan

181

KE28

Evaluasi Sistem Pompa Booster

(Studi Kasus : di PDAM Kota Denpasar) - Made Suarda, I Putu Yasa

189

Grup Teknik dan Manajemen Manufaktur

TMM01

Redesain traktor capung meningkatkan kesehatan dan kepuasan petani di Subak Teba Mengwi Badung - I Ketut Widana

199

TMM02

Proses bubut pada berbagai jenis kayu untuk furniture - Rusnaldy, Achmad Widodo, Norman Iskandar, Berkah Fajar T.K

205

TMM03

Analisa kinerja traksi transmisi standar dan modifikasi pada berbagai kondisi jalan dengan kendaraan Suzuki Escudo 2.0 - Ketut Gunawan, I.N. Sutantra

211

TMM04

Analisa Stabilitas Kendaraan Dalam Rangka Meningkatkan Keamanan dan Kenyamanan Pengendara - Kadek Rihendra Dantes, I.N. Sutantra

219

TMM06

Pengaruh Perubahan Bentuk Bead Panel Kendaraan terhadap Frekuensi Alamiah pada Kondisi Batas Bebas-bebas - Sukanto I Made Miasa, R. Soekrisno

227

TMM07

Kaji Teoritik dan Eksperimental Defleksi Balok Dengan Penampang Yang Tidak Seragam - Mukhtar Rahman, Hammada Abbas,Ivonne Fredrika Yunita Polii

233

TMM08

Mesin pengasah batu permata - M. Yusuf dan Made Anom Santiana

241

TMM09

Online monitoring keausan cutting tool menggunakan audio signal - Ahmad Atif Fikri dan Muslim Mahardika, Teguh Pudji Purwanto, Andi Sudiarso, Herianto

247

TMM10

Pendekatan baru penentuan kemudahan proses m-EDM dengan menggunakan analisis dimensional teorema Buchingham π - Nidia Lestari dan Muslim Mahardika

(7)

vi

TMM11

Identifikasi, pemodelan dan kompensasi ketidaktelitian pada konstruksi mesin CNC milling mini 5-axis tipe tilt – rotary table - Eri Yulius Elvys, Herianto, Subarmono

259

TMM12

Analisa bentuk profil dan dimensi supporting profile terhadap defleksi dan tegangan pada base kondensor unit - Purna Anugraha Suarsana , Ahmad Hanif Firdaus, Ismi Choirotin, Moch. Agus Choiron

265

TMM13

Simulasi 2D dan 3D pada proses multi-pass equal channel angular pressing (ECAP) - Khairul Anam, Moch. Agus Choiron

273

TMM14

Pemodelan hyper elastic material untuk pengembangan desain baru gasket karet - Fikrul Akbar Alamsyah, Moch. Agus Choiron

279

TMM15

Analisa lebar kontak dan tegangan kontak untuk pengembangan desain gasket tipis - Moch. Agus Choiron, Avita Ayu Permanasari, I Made Gatot Karohika

285

TMM16

Analisis kekuatan struktur pallet menggunakan metode elemen hingga - Tria Mariz Arief, Sugianto

291

TMM17

Analisa kekuatan desain meja kursi lipat dengan simulasi computer - Jatmoko Awali, Dicky Adi Tyagita, dan Moch. Agus choiron

299

TMM19

Perancangan trolli barang yang ergonomis dan efisien untuk pramuniaga pertokoan Glodok Jakarta - I Wayan Sukania, Silvi Ariyanti, Ivan Wibowo

305

TMM20

Proses produksi pembuatan kapal layar phinisi untuk meminimalkan waktu produksi dengan model pert ( programming evaluation dan review technique ) - dirgahayu lantara

311

TMM21

karakteristik traksi dan kinerja transmisi pada sistem gear transmission dan gearless transmission - A.A.I.A. Sri Komaladewi, I Ketut Adi Atmika

319

TMM22

analisis sistem pengapian : distributor ignition system dan distributorless ignition system sebagai upaya meningkatkan kualitas pembakaran - Liza Rusdiyana, Bambang Sampurno, Syamsul hadi, I.N. Sutantra

325

TMM23

the dexterous of smooth motion for a three fingered robot gripper – Wayan Widhiada, S.S.Douglasand J.B.Gomm

333

TMM24

Teknologi Tepat Guna Peralatan Sterilisasi Baglog untuk Meningkatkan Kualitas Produk Jamur Tiram pada UKM Jamur Tiram Pacet Mojokerto - Liza Rusdiyana, Eddy Widiyono, Suhariyanto

(8)

vii

TMM25

Aplikasi Electronic Control MODULE (ECM) pada pengendalian emisi gas buang - I Ketut Adi Atmika

349

Grup Teknologi, Pengujian dan Pengembangan Material

TPPM01

Pengaruh perlakuan quench temper 600oC ,640oC, 690oC dan pengelasan terhadap sifat mekanik dan struktur mikro baja perkakas untuk aplikasi mold dan dies - Abdul Azis

355

TPPM02

Analisis karakteristik getaran pada balok jepit bebas yang terbuat dari material komposit serat bamboo - Hammada Abbas dan Mukhtar Rahman

361

TPPM03

Penerapan metode sentrifugal pada proses pengecoran produk komponen otomotif dalam rangka peningkatan fasilitas praktikum di Laboratorium Bahan dan Metalurgi Polban - Waluyo M Bintoro, Undiana B, dan Duddy YP

369

TPPM04

Kekuatan tarik komposit matrik polimer berpenguat serat alam bambu gigantochloa apus jenis anyaman diamond braid dan plain weave - Sofyan Djamil, Sobron Y Lubis, dan Hartono

377

TPPM05

Analisis perubahan laju korosi dan kekerasan pada pipa baja ASTM A53 akibat tegangan dalam dengan metode C-ring - Johannes Leonard

385

TPPM06

Pengaruh proses penghalusan butir dengan metode pengerolan panas terkontrol dan pengerolan dingin-anil terhadap struktur mikro baja SCM 445 - I Gusti Bagus Eka Nitiya

389

TPPM07

Penambahan cil pada desain sistem saluran (gating system) low pressure die casting (LDPC) untuk mereduksi kebocoran akibat hole pada produk kran hotel dengan simulasi Procast V2008 - Muhammad Fitrullah, Koswara, dan Ricky Parmonangan

395

TPPM08

Analisis J-Integral dengan ADVENTURE System - Irsyadi Yani

405

TPPM09

Aplikasi Multichart Diagram Dalam Desain Dan Manufaktur Tungku Pengecoran Kuningan CuZn30 Menggunakan Bahan Bakar Briket Batubara Kalori Rendah - Diah Kusuma Pratiwi

411

TPPM10

Seal performance of centrifugal pump mechanical seals - Cokorda Prapti Mahandari, Ariyanto

419

TPPM11

Pengaruh komposisi larutan, variasi arus dan waktu proses pelapisan Chrome pada plastik ABS terhadap kekerasannya - Ahmad Zohari, Kusmono, Soekrisno

425

TPPM12

Pengaruh Perlakuan Alkali pada Kekuatan Tarik Serat Kenaf - Henny Pratiwi, R. Soekrisno, Harini Sosiati

(9)

viii

TPPM13

Peningkatan kekuatan tekan dan impak material rotan dengan proses laminasi resin epoksi - Agustinus P.Irawan, Frans J. Daywin, Fanando, Tommy A.

433

TPPM14

Perancangan dan pembuatan cetakan sampel multi komposisi untuk aplikasi blok rem komposit kereta api - Agus Triono, IGN Wiratmaja Puja, Satryo Soemantri B., Aditianto R.

437

TPPM16

Sifat mekanik dan struktur mikro paduan cu-sn bahan genta dengan metode investment casting –

I Made Gatot Karohika, I Nym Gde Antara

.

441

TPPM17

Sifat Mekanis Komposit Berpenguat Serat Tapis Kelapa Sebagai Bahan Alternatif Bumbung Gender Wayang - I Putu Lokantara, Ngakan Putu Gede Suardana, I Made Gatot Karohika

449

TPPM18

Pengaruh Komposisi Penguat SiC Wisker dan Al2O3 pada Aluminium Matrix Composite (AMC) terhadap Kekerasan Setelah Proses Sintering - Ketut Suarsana, Rudy Soenoko, Agus Suprapto, Anindito Purnowidodo, Putu Wijaya Sunu

459

TPPM19

Karakterisasi serbuk hasil produksimenggunakan metode atomisasi - M. Halim Asiri

465

TPPM20

identifikasi unsur utama penyusun permukaan bahan baja ringan dengan laser-induced breakdown spectroscopy (libs) - Hery Suyanto

473

TPPM21

Karakteristik kekuatan bending komposit polyester diperkuat serat pandan wangi dengan filler serbuk gergaji kayu 5% - Nasmi Herlina Sari, IGNK Yudhyadi, Emmy Dyah S

477

TPPM22

Analisa kekuatan impact komposit serat pandan wangi-polyester dengan filler serbuk gergaji kayu - IGNK Yudhyadi, Nasmi Herlina Sari

487

TPPM23

Distribusi Kekerasan Baja AISI 1045 Akibat Pemberian Proses Pack Carburizing dengan Media Karburasi Arang Batok Kelapa dan Arang Tulang Sapi - Dewa Ngakan Ketut Putra Negara, I Ketut Gde Sugita, I Dewa Made Kirshna Muku

495

TPPM24

uji fourier transform infrared spectroscopy tentang pengaruh perlakuan naoh dan koh pada serat arenga pinnata - Nitya Santhiarsa,Eko Marsyahyo, Achmad Assad Sonief, Pratikto

503

TPPM25

Keausan cylinder liner blok mesin kendaraan roda dua akibat beban kontak ring piston - I Made Widiyarta, Tjok Gde Tirta Nindhia dan Arif Widyanto

513

TPPM26

Analisis kegagalan Korosi Pada Tangki Penyimpan Air Panas Terbuat Dari Baja Nirkarat - Tjokorda Gde Tirta Nindhia, I Putu Widya Semara , I Wayan Putra Adnyana, I Putu Gede Artana

(10)

ix

TPPM27

Kekuatan Tarik dan Lentur Komposit Berpenguat Serat Bambu Orientasi Acak yang Dicetak dengan Teknik Hand Lay-Up - I Wayan Surata, I Putu Lokantara, Adhika Rakhmatullah

523

TPPM28

Fenomena beating padagamelan Bali sebagai local genius akustik musik tradisionalBali. - I Ketut Gede Sugita, I Made Kartawan

529

TPPM29

Karakteristik sifat tarik dan mode patahan komposit polimer dengan penguat serat sabut kelapa - I Made Astika, I Putu Lokantara, I Made Gatot Karohika dan I Gusti Komang Dwijana

535

TPPM30

Penerapan model ergo termal injektor udara pembakaran dapat mempercepat proses peleburan perunggu serta mengurangi kadar polutan pada perajin gamelan Bali di desa Tihingan –

Priambadi,Si Putu Gede Gunawan Tista

543

TPPM31

Sifat tarik komposit unsaturated polyester serat sisal local - NPG. Suardana, I Made Astika , Ikhsan Dwi Gusmanto

549

Grup Bidang Umum

BU01

Analisis profesionalisme lulusan Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Bali yang bekerja pada industry - Made Anom Santiana dan M. Yusuf

555

BU02

Tingkat Pencemaran Udara Pada Areal Parkir Bawah Tanah

Di Kota Denpasar - Cok Istri Putri Kusuma Kencanawati dan AAIA Sri Kumala Dewi

561

BU03

Penerapan desain sistem pembelajaran melalui model contextual teaching learning (CTL) untuk meningkatkan kualitas dan efektifitas pembelajaran mata kuliah fisika dasar II - I Made Dwi Budiana Penindra, I Gede Teddy Prananda Surya

565

BU04

Pengembangan media pembelajaran berbasis komputer guna meningkatkan pemahaman mahasiswa pada mata kuliah aljabar linier – I Made Gatot Karohika dan I Gusti Ngurah Putu Tenaya

571

BU05

Pembelajaran Ilmu Metrologi Industri Dengan Student Centered Learning Dan Multimedia - I Gede Putu Agus Suryawan

577

(11)

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Hotel IV, Universitas Udayana, Bali, 27-28 Juni 2013 129

Pengujian nozzle flow meter sederhana dengan variasi rasio diameter

Ainul Ghurri, AA Adhi Suryawan dan IG Teddy Prananda Surya

Jurusan Teknik Mesin, Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362

a.ghurri@gmail.com

Abstrak

Pengujian nozzle flow meter telah dilakukan menggunakan nozzle sederhana yang bentuknya serupa dengan orifice plate yang dibalik, dengan rasio diameter,  = 0.5, 0.6, 0.7, dan 0.8 pada range kapasitas aliran dengan bilangan Reynolds antara 5000 s/d 31000. Pengujian dilakukan dengan mengalirkan air melintasi nozzle. Kapasitas aliran teoritis dihitung menggunakan persamaan Kontinyuitas dan Bernoulli yang dimodifikasi dengan mengukur beda tekanan antara hulu dan hilir nozzle, sedangkan kapasitas aliran aktual diukur menggunakan V-notch weir dan sight glass. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai coefficient of discharge (Cd) yang dihasilkan memiliki karakteristik sebagaimana nozzle flow meter, yaitu meningkat sejalan dengan kenaikan bilangan Reynolds. Nilai Cd untuk rasio diameter  = 0.7 dan 0.8 mampu menghasilkan nilai Cd yang dikategorikan efektif. Sedangkan prosentase irrecoverable pressure drop terhadap maximum pressure drop terendah dari nozzle sederhana yang diuji masih cukup besar yaitu berkisar 50%-45%.

Kata kunci: Nozzle, pengukuran aliran, penurunan tekanan

Abstract

Experimental study of nozzle flow meter was conducted by using nozzle having diameter ratio = 0.5, 0.6, and 0.7, respectively at Re =  5000   31000. The shape of the nozzle is similar to orifice plate at reversed position. Water is circulated through nozzle flow meter. The theoretical capacity was determined by using the mass conservation and Bernoulli equations based on the measured pressure at upstream and downstream of the nozzle. The actual capacity was measured by using V-notch weir and sight glass. The results showed that the values of Cd have trend line which is like the common nozzle flow meter, i.e. increase with Reynolds number. Nozzles with diameter ratio 0.7 and 0.8 resulted in the effective value of Cd. Unfortunately, the lowest value of irrecoverable pressure drop is still high, i.e. 50%-45%.

Key words: Nozzle, flow measurement, pressure drop

1. Pendahuluan

Salah satu jenis flow meter yang paling banyak digunakan adalah flow meter berbasis beda tekanan dimana beda tekanan tersebut dihasilkan saat fluida melintasi perubahan luas penampang, baik berupa orifice plate (plat orifis), nozzle (nosel) atau venturi [1]. Dibanding orifice, head loss yang dihasilkan akibat pemasangan nozzle flow meter bernilai lebih rendah. Makalah ini melaporkan pengujian nozzle flow meter sederhana berbentuk seperti

orifice yang dibalik dengan variasi rasio diameter (). Hasil pengujian akan dibandingkan dengan literatur-literatur tentang nozzle flow meter untuk mengetahui apakah nozzle sederhana ini menghasilkan parameter-parameter yang merupakan karakteristik nozzle flow meter.

Morrison et.al. [2] meneliti respon orifice flow meter dengan nilai rasio diameter (beta, ) yang bervariasi akibat gangguan aliran pada hulu orifice plate. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa distribusi tekanan tidak berubah akibat gangguan aliran yang simetris terhadap sumbu lintasan aliran, sebaliknya menjadi sangat sensitif oleh adanya pusaran (swirl). Prabu et.al. [3] dan Zimmermann [4] menggunakan tipe gangguan aliran yang serupa yaitu belokan tunggal dan ganda untuk mengetahui perubahan koefisien buangan (coefficient of discharge, Cd) orifice flow meter. Hasilnya menyatakan bahwa orifice flow meter lebih sensitif terhadap gangguan pada hulu aliran dibanding conical flow meter. Sementara Zimmerman [4] merekomendasikan sebuah koreksi pada ISO 5167 (Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices, 1991), yaitu saran untuk mengurangi panjang minimum lintasan lurus yang diperlukan pada hulu orifice plate dari yang telah distandarkan dalam ISO 5167. Ramamurti dan Nandakumar [5] menginvestigasi aliran terseparasi, aliran terseparasi yang melekat kembali, dan aliran dengan kavitasi pada plat orifis yang kecil. Hasilnya menunjukkan bahwa koefisien buangan Cd berubah signifikan akibat aliran terseparasi dan aliran dengan kavitasi. Pengujian-pengujian tersebut [2, 3, 4, 5] semuanya menggunakan plat orifice tipis bersisi tajam.

Kim et.al. [6] menginvestigasi efek ketebalan plat orifice pada orifice meter dengan rasio diameter (beta) kecil. Plat orifice tebal dalam pengujian ini memiliki t/d = 0.55 dan 0.7 dimana t = tebal plat orifice, d = diameter plat orifice. Hasil penelitian tidak menunjukkan kesimpulan yang meyakinkan (not conclusive), dan hal ini diduga disebabkan oleh sisi tajam plat orifice yang digunakan. Fossa dan Guglielmini [7] menguji penurunan tekanan aliran air fase tunggal dan ganda melintasi plat orifice bersisi tajam yang tergolong tipis dan tebal. Rasio diameter beta (= d/D, d = diameter orifice, D = diameter pipa) dalam penelitian ini masing-masing 0.73 dan 0.85. Plat orifis tebal dalam penelitian ini memiliki t/d = 0.59. Hasil penelitian aliran fase tunggal menunjukkan bahwa penurunan tekanan plat orifice tebal (t/d = 0.59) lebih kecil daripada plat orifice tipis (t/d = 0.03 dan 0.2).

(12)

Prosiding KNEP IV

• ISSN

8

- 414X

130

Tujuan penelitian ini adalah:

- Mengetahui pengaruh rasio diameter nozzle terhadap perbandingan hasil perhitungan teoritis kapasitas aliran terhadap kapasitas aktualnya.

- Mengetahui pengaruh rasio diameter nozzle terhadap perubahan nilai koefisien buangan (Cd).

- Membandingkan hasil Cd pengujian terhadap literatur untuk mengetahui apakah pemasangan orifice yang dibalik dalam pengujian ini bisa merepresentasikan nilai Cd nozzle flow meter.

2. Teori

Gambar 1 menunjukkan model aliran ideal melintasi nosel dalam pipa. Dalam penelitian ini sebuah nozzle

yang bentuknya persis dengan orifice plate bersudut namun diposisikan terbalik terhadap aliran, dipasang untuk menghasilkan aliran seperti dalam Gambar 1 di bawah ini. Pada jarak antara  dan  aliran diasumsikan tanpa gesekan. Beda tekanan antara  dan  dapat ditentukan berdasarkan persamaan Bernoulli.

Gambar 1. Aliran ideal melintasi nosel dalam pipa

Dengan mengasumsikan aliran mengalir horisontal (dengan demikian perbedaan elevasi tidak ada atau diabaikan); persamaan Bernoulli menjadi:

P1+ 1/2 ρ V12 = P2+ 1/2 ρV22 (1)

Dimana

P = Tekanan (Pascal)

ρ = Densitas (kg/m3) V = Kecepatan aliran (m/s)

Jika profil kecepatan aliran dianggap seragam pada sisi hulu dan hilir; maka persamaan kontinyuitas berlaku sebagai berikut:

Qth = V1 A1 = V2 A2 (2)

Dimana

Qth = Laju alir volumetris atau kapasitas teoritis (m3/s)

A = Luas penampang aliran (m2)

Dengan mensubstitusikan V1 dari persamaan (1); maka persamaan (2) menjadi:

Qth = A2

2 1 2 1 2 2 1

1

2





A

A

P

P

= 2

4

d

2 1 4 2 1

1

2

D

d

P

P

(m3/s) (3)

Jika didefinisikan rasio diameter  = d/D persamaan (3) menjadi:

P

d

Q

th

2

4

1

1

2

4 (m

3

/s) (4)

Dengan demikian kapasitas aliran teoritis bisa dihitung dengan mengukur beda tekanan (P) antara  dan

.

Salah satu cara membandingkan keakuratan alat ukur aliran berbasis beda tekanan adalah dengan membandingkan kapasitas aliran aktual terhadap kapasitas aliran teoritisnya. Rasio antara kapasitas aliran aktual terhadap kapasitas aliran teoritis disebut koefisien buangan (coefficient of discharge, Cd):

th a ctua l d

Q

Q

C

(5)

V1 P1 V2 P2 V3 P3

Aliran tanpa gesekan Bernoulli

Aliran dengan losses d

D

(13)

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Hotel IV, Universitas Udayana, Bali, 27-28 Juni 2013 131

3. Metodologi Penelitian

Susunan peralatan eksperimen ditunjukkan pada Gambar 2 di bawah ini. Air disirkulasikan menggunakan pompa (2) dan besarnya laju alir volumetris secara sederhana dikontrol dengan menggunakan katup (6). Aliran melewati nozzle (7), dimana pada pipa hulu dan hilir nozzle dipasang pressure tap untuk manometer (8). Selain manometer tersebut, tepat pada nozzle juga dipasang manometer pressure tap untuk mengukur tekanan pada

vena contracta. Penelitian pendahuluan dilakukan untuk memilih posisi pressure tap pada hulu dan hilir nozzle, agar dihasilkan kapasitas yang paling mendekati kapasitas aktual dan perubahannya paling konsisten menyerupai perubahan kapasitas aktualnya.

Selama mengalir melewati nozzle, tekanan hulu dan hilir aliran dicatat. Air kemudian dibuang ke sebuah V-notch weir dimana kapasitas aktual aliran bisa langsung terbaca maupun dihitung berdasarkan ketinggian air pada V-notch weir. Dalam alat uji ini terdapat juga sight glass yang digunakan sebagai pembanding kapasitas aliran yang ditunjukkan oleh V-notch weir.

Nozzle yang digunakan dalam penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 3 (b), serupa dengan orifice plate

Gambar 3 (a) dalam posisi terbalik.

Data-data geometri dan aliran dalam pengujian meliputi:

- Pipa terbuat dari akrilik transparan, berdiameter 16 mm.

- Nozzle flow meter yang diuji 4 buah, masing-masing memiliki rasio diameter  = 0.5, 0.6, 0.7 dan 0.8 .

- Tebal nozzle 30 mm.

- Manometer pengukur tekanan dipasang pada jarak 1 inch (25.4mm) hulu nozzle, dan 1 inch (25.4 mm) pada hilir nozzle.

- Pengujian dilakukan pada range bilangan Reynolds antara  5000 s/d  31000.

Gambar 2. Susunan Peralatan Eksperimen

Gambar 3. (a). Orifice flow meter (b). Nozzle flow meter

Proses pengumpulan dan pengolahan data secara singkat dijelaskan sebagai berikut:

1. Mengalirkan air dengan kapasitas Q1, catat data tekanan dalam skala tinggi kolom air pada manometer.

2. Kapasitas aliran aktual (Qact) diukur dengan pembacaan langsung pada V-notch weir dan sight glass.

3. Kapasitas aliran teoritis dihitung menggunakan rumus pada persamaan (4) dengan P = beda tekanan hulu dan hilir nozzle yang terukur.

4. Percobaan diulang untuk dinilai Q2, Q3, dst.

1. Test section base 2. Pump

3. Water tank 4. Suction line

5. Valve at by pass line 6. Valve at discharge line 7. Nozzle

8. Manometer 9. Manometer board 10. V-notch weir 11. Sight glass

12. Secondary water tank 13. Valve

d

P1 P2

D Flow

P1 P2

(14)

Prosiding KNEP IV

• ISSN

8

- 414X

132

5. Data-data tekanan, kapasitas aliran aktual dan kapasitas aliran teoritis tersebut kemudian diplotkan dalam

grafik untuk didiskusikan/dibahas lebih lanjut.

4. Hasil dan Pembahasan

4.1. Perbandingan kapasitas aktual (Qact) dan kapasitas teoritis (Qth)

Gambar 4 s/d 7 di bawah ini secara berturut-turut menunjukkan grafik Qact dan Qthnozzleflow meter dengan  = 0.5, 0.6, 0.7 dan 0.8 . Terdapat perubahan secara gradual dimana pada  = 0.5 nilai Qth yang dihitung

menggunakan rumus (4) berdasarkan pengukuran beda tekanan antara hulu dan hilir nozzle memiliki nilai lebih besar daripada kapasitas aktual yang terukur; kemudian berangsur-angsur menjadi lebih kecil dari pada Qact yang

terukur pada  = 0.8 . Hal ini disebabkan persamaan Bernoulli yang menjadi dasar rumus (4) tidak bisa mengakomodasi fenomena aliran melintasi vena contracta pada  yang berbeda-beda, karena kondisi aliran memang tidak ideal lagi. Meski demikian, perubahan hasil pengukuran ini tidak terjadi secara drastis (perubahan kemiringan grafik tidak mencolok). Berdasarkan Qact dan Qth tersebut kemudian diplotkan nilai coefficient of

discharge (Cd) nozzle flow meter berdasarkan rumus (5); ditampilkan dalam Gambar 8.

Gambar 4. Qact vs QthNozzle Flow Meter dengan  = 0.5

Gambar 5. Qact vs QthNozzle Flow Meter dengan = 0.6

0.00E+00 5.00E-05 1.00E-04 1.50E-04 2.00E-04 2.50E-04 3.00E-04 3.50E-04 4.00E-04 4.50E-04 5.00E-04

5.00E+03 7.50E+03 1.00E+04 1.25E+04 1.50E+04 1.75E+04 2.00E+04 2.25E+04 2.50E+04

Bilangan Reynolds (Re)

K

a

p

a

s

it

a

s

(

m

3/s

)

Qact Qth

0.00E+00 1.00E-04 2.00E-04 3.00E-04 4.00E-04 5.00E-04 6.00E-04 7.00E-04

5.0E+03 7.5E+03 1.0E+04 1.3E+04 1.5E+04 1.8E+04 2.0E+04 2.3E+04 2.5E+04 2.8E+04 3.0E+04

Bilangan Reynolds (Re)

K

a

p

a

s

it

a

s

(

m

3/s

)

(15)

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Hotel IV, Universitas Udayana, Bali, 27-28 Juni 2013 133

Gambar 6. Qact vs QthNozzle Flow Meter dengan  = 0.7

Gambar 7. Qact vs QthNozzle Flow Meter dengan = 0.8

Gambar 8. Cd Nozzle FM pada berbagai yang diuji

0.00E+00 1.00E-04 2.00E-04 3.00E-04 4.00E-04 5.00E-04 6.00E-04

5.0E+03 7.5E+03 1.0E+04 1.3E+04 1.5E+04 1.8E+04 2.0E+04 2.3E+04 2.5E+04 2.8E+04 3.0E+04 3.3E+04

Bilangan Reynolds (Re)

K

a

p

a

s

it

a

s

(

m

3/s

)

Qact Qth

0.00E+00 1.00E-04 2.00E-04 3.00E-04 4.00E-04 5.00E-04 6.00E-04

5.0E+03 1.0E+04 1.5E+04 2.0E+04 2.5E+04 3.0E+04 3.5E+04

Bilangan Reynolds (Re)

K

a

p

a

s

it

a

s

(

m

3/s

)

Qact Qth

0.6 0.8 1 1.2

4.00E+03 9.00E+03 1.40E+04 1.90E+04 2.40E+04 2.90E+04 3.40E+04

Bilangan Reynolds (Re)

Cd

= 0.5

= 0.6

= 0.7

(16)

Prosiding KNEP IV

• ISSN

8

- 414X

134

Gambar 8 menunjukkan perubahan nilai Cd mempunyai hubungan dengan kenaikan bilangan Reynolds, pada semua rasio diameter () yang diuji. Tampak bahwa Cd semakin meningkat sesuai dengan kenaikan bilangan Reynolds. Kecenderungan tersebut memang merupakan karakteristik nozzle flow meter. Sebagai perbandingan, pada Gambar 9 di bawah ini ditunjukkan tipikal nilai Cd pada nozzle flow meter. Meskipun besaran nilai Cd-nya berbeda (tergantung pada bentuk nozzle) namun kecenderungannya telah memiliki kesesuaian. Nilai Cd yang > 1 bisa diterima, karena juga telah dilaporkan dalam beberapa publikasi [6, 9]. Water Resources Research Laboratory [10] menyatakan bahwa nilai Cd nozzle flow meter yang efektif adalah berkisar 0.96 ÷ 1.2. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa nozzle sederhana yang bentuknya serupa dengan orifice yang dibalik bisa mewakili alat ukur nozzle flow meter.

Gambar 9. Tipikal Coefficient of Discharge Nozzle FM [11]

4.2. Irrecoverable Pressure Drop

Gambar 10 di bawah ini menunjukkan distribusi tekanan aliran melintasi nozzle flow meter dengan  = 0.7 . Angka 0 pada sumbu X menyatakan posisi nozzle, sedangkan angka -1 dan -2 menyatakan posisi pressure tap

pada hulu nozzle, sedangkan angka 1, 2, 3 ... menyatakan posisi pengukuran tekanan pada hilir aliran. Q1, Q2, dan seterusnya menyatakan kapasitas aliran selama pengujian yang semakin diperbesar. Pemasangan nozzle flow meter (juga orifice dan venturi) bertujuan menghasilkan penurunan tekanan agar kapasitas aliran dapat diukur. Penurunan tekanan yang tak bisa dipulihkan (irrecoverable pressure drop) merupakan kerugian tekanan akibat pemasangan flow meter tersebut. Besarnya penurunan tekanan maksimum (maximum pressure drop) dan

irrecoverable pressure drop secara grafis juga ditunjukkan pada Gambar 10. Dalam penelitian ini, diasumsikan tekanan terukur pada pressure tap pertama pada arah hilir cukup mendekati tekanan pada vena contracta karena posisinya dibuat sedekat mungkin. Besarnya irrecoverable pressure drop merupakan salah satu pertimbangan penting penggunaan flow meter berbasis beda tekanan. Besarnya irrecoverable pressure drop yang dinyatakan sebagai prosentase penurunan tekanan maksimum pada semua rasio diameter () yang diuji disajikan dalam Gambar 11.

Dari Gambar 11 tampak bahwa prosentase irrecoverable pressure drop terhadap maximum pressure drop

jelas semakin kecil jika rasio diameter diperbesar; dan hanya sedikit menurun sejalan dengan kenaikan bilangan Reynolds. Hal yang penting untuk menjadi catatan bahwa pada  = 0.8, prosentase irrecoverable pressure drop

(17)

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Hotel IV, Universitas Udayana, Bali, 27-28 Juni 2013 135

Gambar 10. Distribusi Tekanan aliran Melintasi Nozzle Flow Meter = 0.7

Gambar 11. Irrecoverable pressure drop sebagai prosentase maximum PD

5. KESIMPULAN

Pengujian nozzle flow meter telah dilakukan menggunakan nozzle sederhana yang bentuknya serupa dengan orifice plate yang dibalik, dengan rasio diameter,  = 0.5, 0.6, 0.7, dan 0.8 pada range kapasitas aliran dengan bilangan Reynolds antara 5000 s/d 31000 menghasilkan kesimpulan sebagai berikut:

1) Nilai coefficient of discharge (Cd) yang dihasilkan memiliki karakteristik sebagaimana nozzle flow meter, yaitu meningkat sejalan dengan kenaikan bilangan Reynolds.

2) Nilai Cd untuk rasio diameter  = 0.7 dan 0.8 mampu menghasilkan nilai Cd yang dikategorikan efektif. 3) Prosentase irrecoverable pressure drop terhadap maximum pressure drop terendah dari nozzle sederhana

yang diuji masih cukup besar yaitu berkisar 50%-45%.

-2.50E+03 -2.00E+03 -1.50E+03 -1.00E+03 -5.00E+02 0.00E+00 5.00E+02 1.00E+03 1.50E+03 2.00E+03 2.50E+03 3.00E+03

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

Posisi Pressure Tap

T e k a n a n ( P a s c a l )

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7

Q8 Q9 Q10 Q11 Q12 Q13

40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80%

4.00E+03 9.00E+03 1.40E+04 1.90E+04 2.40E+04 2.90E+04 3.40E+04

Bilangan Reynolds (Re)

Ir re c o v e ra b le P re s s u re D ro p ( % o f M a x . P D ) Ir re c o v e ra b le p re s s u re d ro p M a x im u m p re s s u re d ro p

= 0.5

= 0.6

= 0.7

(18)

Prosiding KNEP IV

• ISSN

8

- 414X

136

Daftar Pustaka

[1] Sondh, H.S., Singh S.N., Seshadri, V., Gandhi, B.K, Design and development of variable area orifice

meter, Flow Measurement and Instrumentation, 13, pp. 69-73, 2002.

[2] Morrison, G.L., Hauglie, J., DeOtte, Jr, R.E., Beta ratio, axisymmetric flow distortion and swirl effects upon orifice flow meters, Flow Meas. Instrum., Vol. 6, No. 3, pp. 207-216, 1995.

[3] Prabu, S.V., Mascomani, R., Balakrishnan, K., and Konnur, M.S., Technical Note: Effect of upstream

pipe fittings on the performance of orifice and conical flowmeters, Flow Meas. Instrum., Vol. 7, No.

1, pp. 49-54, 1996.

[4] Zimmermann, H., Examination of disturbed pipe flow and its effects on flow measurement using orifice plates, Flow Measurement and Instrumentation, 10, pp. 223-240, 1999.

[5] Ramamurti, K., Nandakumar, K., Characteristics of flow through small sharp-edged cylindrical orifices, Flow Measurement and Instrumentation, 10, pp. 133-143, 1999.

[6] Kim, B.B., Pak, B.C., Cho, N.H., Chi, D.S., Choi, H.M., Choi, Y.M, and Park, K.A., Effects of cavitation and plate thickness on small diameter ratio orifice meters, Flow Meas. Instrum., Vol. 8, No. 2, pp. 85-92, 1997.

[7] Fossa, M., Guglielmini, G., Pressure drop and void fraction profiles during horizontal flow through thin and thick orifices, Experimental Thermal and Fluid Science, 26, pp. 513-523, 2002.

[8] Ghurri, A., Nata S., IW., Studi Eksperimen Orifice Flow Meter dengan Variasi Posisi Pengukuran Beda Tekanan Aliran Melintasi Orifice Plate, Prosiding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin V (SNTTM V), 21-23 November 2006, M2-016/1-8, UI, Depok, 2006.

[9] Fox, R.W., McDonald, A.T., Introduction to Fluid Mechanics, 4th edition, John Wiley & Sons, New York, 1994.

[10] ---, Water Measurement Manual: A Water Resources Technical Publication, Water Resources Research Laboratory, US Department of Interior, Bureau of Reclamation, Chapter 14 – Measurement in Pressure Conduit, pp. 14(1 – 27), 2001.

[11] Munson, Bruce R., Young, Donald F., Okiishi, Theodore H., Fundamentals of Fluid Mechanics, 4th Edition, John Wiley & Sons, USA, 2002.

Gambar

Gambar 1 menunjukkan model aliran ideal melintasi nosel dalam pipa. Dalam penelitian ini sebuah nozzlegesekan
Gambar 3 (a) dalam posisi terbalik.
Gambar 4 s/d 7 di bawah ini secara berturut-turut menunjukkan grafik Qactbesar daripada kapasitas aktual yang terukur; kemudian berangsur-angsur menjadi lebih kecil dari pada Qterukur pada mengakomodasi fenomena aliran melintasi dischargemenggunakan rumus
Gambar 6. Qact vs Qth Nozzle Flow Meter dengan  = 0.7
+3

Referensi

Dokumen terkait

Menurut Larsen & Freeman (2000), ada tiga belas aspek di dalam pengajaran metode TPR antara lain: 1) Bahasa target harus disajikan secara utuh, tidak hanya kata demi kata.

Tujuan penyidikan adalah untuk menunjuk siapa yang telah melakukan kejahatan dan memberikan pembuktian-pembuktian mengenai masalah yang telah dilakukannya. Untuk mencapai

Pembacaan Kekuatan sinyal RSSI yang terbesar pada pengiriman data modul Xbee seri 2 didalam ruangan mampu mencapai 99 –dbm dengan penghalang yang menghalanginya

Dari hasil penelitian tentang gambaran faktor kejadian bayi baru lahir dengan caput succedaneum berdasarkan Faktor Janin paling banyak ditemukan pada Gawat Janin

Manusia adalah makhluk sosial yang eksploratif dan potensial. Manusia dikatakan makhluk yang eksploratif karena manusia memiliki kemampuan untuk mengembangkan diri baik

Trend Penilaian Organoleptik Tekstur Produk cookies Tepung Keladi Termodifikasi dengan Substitusi Konsentrat Protein Daun Kelor (Pelakuan A1 = tanpa konsentrat protein daun kelor,

Penelitian ini bertujuan untuk melihat gambaran kejadian corpus alienum cornea pada pekerja helper yang ada di Siemens Fabrication Yard Batam tahun 2017.. Jenis