BAB III PENGUJIAN DUCTING

BAB III

PENGUJIAN DUCTING

3.1 PENDAHULUAN

Dizaman sekarang perkembangan teknologi terjadi sangat cepat. Begitu juga pemanfaatan saluran yang digunakan untuk aliran udara (ducting) berkembang dengan cepat pula. Hal ini didorong dengan adanya peralatan yang cukup memadai untuk mengembangkan teknologi ini. Fungsi dari

ducting itu sendiri yaitu hanya untuk mengalirkan udara pada suatu saluran.

Sehinnga aliran udara tersebut dapat mencapai ke tempat yang diinginkan.

Ducting atau saluran udara ini sering dimanfaatkan untuk sistem pendingin

pada gedung bertingkat atau untuk sistem AC sentral. Selain tu pemanfaatan

ducting ini juga digunakan pada mobil dan industri-industri.

3.2 DASAR TEORI

3.2.1 Pengetahuan Umum Ducting

Secara umum proses ducting berfungsi untuk mendistribusikan fluida secara merata. Pada pengujian ini arus aliran terjadi oleh tarikan kipas (fan) yang terletak pada ujung kanan mesin. Selama udara mengalir terjadi tekanan total dan tekanan statik pada saluran. Perbedaan tekanan ini digunakan untuk menentukan kecepatan aliran serta laju aliran volume udara.[1]

Jenis-Jenis Ducting

Jenis-jenis ducting dibedakan menjadi 4, berdasarkan instalasi kipasnya yaitu :

1. Tipe Free inlet, Free outlet

Pada jenis ini saluran masuk dan saluran keluar bebas terbuka, sehingga udara yang masuk lebih banyak. Diantara kedua saluran terdapat dua kipas yang terinstalasi pada ujungnya.

Gambar 3.1 Type A – Free inlet and outlet.[10] 2. Tipe Free inlet, Ducted outlet

Pada jenis ini saluran masuk diinstalasi sebuah kipas sedangkan pada saluran keluar tidak ada instalasi kipas, sehingga kecepatan aliran udara berkurang pada sisi keluar.

Gambar 3.2 Type B – Free inlet, Ducted outlet.[10] 3. Tipe Ducted inlet, Free outlet

Pada jenis ini saluran keluar terdapat instalasi kipas sehingga kecepatan aliran pada sisi keluar lebih besar dari sisi masuknya.

4. Tipe Ducted inlet, Ducted outlet

Pada jenis ini instalasi kipas berada di ujung saluran masuk dan diameter saluran masuk dan saluran keluar sama besar, jenis ini yang akan dilakukan pengujian pada pembahasan ini.

Gambar 3.4 Type D – Ducted inlet and outlet.[10] Aplikasi Ducting

Pada fasilitas industri, ducting menjadi lebih beragam, tidak dapat diakses, dan sulit dipisahkan dengan redaman suara konvensional,

Ducting ini bisa menyerap kelembaban mengurangi kinerja mereka

secara keseluruhan.

Gambar 3.5 Ducting – Sound Damping.[7]

Grilles ini dirancang untuk dipasang langsung agar ducting

melingkar dan tidak perlu untuk boot atau adaptor khusus. Hit dan miss pasokan damper bertindak sebagai udara berubah serta peredam. Setiap

ketinggian grille ini dirancang untuk memenuhi berbagai diameter duct. untuk aplikasi industry.

Gambar 3.6 Spiral Duct Grilles.[8] 3.2.2 Tujuan Praktikum Ducting

1. Mengetahui prinsip kerja ducting yaitu sebagai tempat pendistribusian udara.

2. Mengukur besarnya tekanan total, tekanan statik, dan tekanan dinamik.

3. Mengetahui besarnya kecepatan dan laju aliran volume udara pada saluran.

4. Mengetahui distribusi kecepatan aliran udara pada saluran.[2] 3.2.3 Rumus Perhitungan Ducting

1. Pengukuran Tekanan Total dan Tekanan Statik

Jika fluida dalam keadaan setimbang, tekanan suatu titik sama dalam segala arah dan tidak bergantung pada orientasinya. Sedang tekanan total didefinisikan sebagai tekanan yang diperlukan untuk memberikan aliran secara isentropik, perbedaan antara kedua tekanan ini menghasilkan tekanan yang disebabkan oleh aliran fluida yang disebut tekanan kecepatan :

P . v+1 2mV 2 +mgh=constant P+g g 1 2ρV 2 =constant

P_S+γ .V 2 2 g =Pt P_v=P_t+P_S PV = Pt - PS Dimana : PV = tekanan kecepatan Pt = tekanan total PS = tekanan statik

Tekanan kecepatan tidak dapat diukur secara langsung, tetapi harus diperoleh dari pengurangan tekanan total dan tekanan statik yang masing-masing dapat diukur secara langsung dengan menggunakan tabung pitot.

Gambar 3.7 Tabung pitot statik.[11]

Berdasarkan definisi, tekanan statik juga dapat diukur dengan meletakkan sensor di dinding saluran. Pengukuran tekanan total dan tekanan statik dengan kedua cara tersebut masing-masing dilakukan dalam pengujian ini.

2. Penetuan Kecepatan Aliran Udara

Dengan menerapkan persamaan bernouli yntuk aliran fluida inkompresible, maka persamaan (1.1) dapat ditulis kembali dalam bentuk :

Dari persamaan Bernoulli:

P . v+1 2mV 2 +mgh=constant P+g g 1 2ρV 2 =constant P_S+γ .V 2 2 g =Pt P_v=P_t+P_S Pt = Ps + Pv = Ps + 2g 2 V 

Atau diperoleh kecepatan fluida :

V =  ) P - (P g t s 2

Dimana : V = kecepatan aliran fluida γ = Berat jenis fluida g = Percepatan grafitasi

untuk fluida kompressible persamaan (1.2) perlu dikoreksi menjadi :

V = (1-C)  ) P - (P g t s 2

Dimana C adalah faktor koreksi yang dapat ditentukan dari gambar 3.9 berikut.[11] Pada pengujian ini dianggap faktor koreksi = 0, sehingga kecepatan aliran fluida (udara) dalam ft/min adalah :

V = 1096,2  v P

ft/min

Dimana Pv dan γ masing-masing dinyatakan dalam in H2O dan lb/ft3_{. Sebaliknya bila kecepatan aliran udara dinyatakan dalam} m/sec, maka :

V = 43,86  v P

m/sec

Dimana Pv dinyatak dalam in H2O dan dinyatakan dalam Kg/m3. Sedangkan masa jenis udara dalam keadaan standar (udara kering) pada 700 _{F dan tekanan barometer 29,92 Hg adalah 0,0742 lbm/cu.ft.} Apabila terjadi penyimpangan atau perbedaan dengan kondisi standar tersebut dapat dihitung dengan hubungan :

₌ ( 460) 325 , 1  T Pb

Dimana : = massa jenis udara (lbm/ ft3 ₎ Pb = tekanan standar (in Hg)

T = temperatur absolut (0_F+460)

Hubungan massa jenis udara () dengan berat jenis udara (γ) adalah:

γ = g x dimana g = percepatan grafitasi 3. Laju Aliran Volume

Laju aliran volume menyatakan gerakan fluida dengan volume tertentu persatuan waktu.

Q = V A dalam satuan inggris tempo dulu Q = 3600 V A dalam satuan SI

Dimana : Q = Laju aliran volume dalam scfm (cmh) V= Kecepatan aliran udara dalam ft/min (m/sec) A= Luas penampang saluran dalam ft2 _(m2₎

Gambar 3.9 Pendekatan koreksi kecepatan fluida kompresibel pada tekanan atmosfir.[11]

Dalam pengujian ini menggunakan saluran dengan penampang berbentuk segi empat.

Dimana : L = tinggi saluran (300) W= Lebar saluran (150)

Gambar 3.10 Penampang Segi empat.[11] 4. Profil Kecepatan

Dalam saluran yang lurus dan tanpa penghalang, kecepatan aliran udara terjadi pada tengah-tengah saluran terbesar. Sebaliknya pada dinding saluran, kecepatan udara relatif kecil karena adanya pengaruh gesekan. Secara umum profil kecepatan dalam saluran ini dapat digambarkan seperti pada gambar dibawah ini. Karena pengaruh gesekan, turbulensi, belokan dan lain lain, pengukuran gesekan tunggal tidak akurat. Untuk memperoleh kecepatan yang akurat harus dilakukan pengukuran pada beberapa lokasi penampang saluran.

Dalam saluran segiempat diamati minimum pada 16 lokasi dan maksimum 64 lokasi. Dalam pengujian ini pengukuran dilakukan dengan menempatkan pitot pada 16 lokasi.

Gambar 3.11 Profil kecepatan dalam saluran.[11] 5. Tekanan Absolut

Misal, Tekanan total absolut

\ Pt absolut = 492,65 – tekanan in H20 = Pt (in H2O) 1∈¿ 2,54 cm ¿ ¿ P_t(atm)=P_t

(

¿H₂O

)

x¿ 6. Inches Of H20 ∆ h X sin 150 Misal, (5.6 – 5.5) X sin 150 _{= 0.0259 in of H20} 7. Perhitungan ralat

%

100

x

P

P

RN

t t





3.2.4 Alat dan Prosedur Pengujian Ducting

3.2.4.1 Bagian-Bagian Alat Beserta Fungsinya

1. Set mesin ducting beserta kelengkapannya

Gambar 3.12 Alat Uji Ducting.[3] Penjelasannnya :

1. Bench

Berfungsi sebagai alas meja atau landasan (penopang) saluran udara tersebut.

Gambar 3.13 Bench.[3]

2. Center duction section

Berfungsi sebagai saluran yang berada di tengah yang ditempatkan suatu termometer.

Gambar 3.14 Center duction section.[3]

3. Duct section A & B

Berfungsi sebagai saluran penghubung pipa pitot statik dengan saluran pipa di sebelahnya.

Gambar 3.15 Duct.[3]

4. Sentrifugal fan

Berfungsi sebagai penyedot udara luar sehingga masuk ke dalam saluran cerobong.

Gambar 3.16 Sentrifugal fan.[3]

5. Fan stater

Gambar 3.17 Fan stater.[3]

6. Throtle plate

Berfungsi untuk mempercepat/memperlambat laju aliran udara yang masuk ke dalam saluran.

Gambar 3.18 Throtle plate.[3]

7. Pitot statik tube & transversing mechanisme

Berfungsi untuk menyalurkan udara pada saluran/cerobong pada posisi di tengah-tengah.

Gambar 3.19 Tabung Pitot dan transversing mechanism.[3]

8. Three thermometer

Gambar 3.20 Three thermometer.[3]

9. Inclined vertikal manometer dan stands

Stand disini berfungsi sebagai tempat untuk menempatkan

(memasang) manometer, sedangkan manometer berfungsi untuk menunjukkan skala angka tekanan statik pada saluran.

Gambar 3.21 Manometer.[3]

10. Pressure connection

Berfungsi sebagai penghubung tekanan pada saluran cerobong.

Gambar 3.22 Pressure conection.[3]

11. End duct section

Berfungsi sebagai saluran terakhir pada suatu tahapan pada aliran udara.

Gambar 3.23 End duct section.[3] 3.2.4.2 Prosedur Pengujian

1. Pengukuran Tekanan Statik (pengujian I)

Prosedur pengujian tekanan statik dengan Tabung Pitot tersebut adalah sebagai berikut :

a. Hubungkan statik pressure connection dari tabung pitot ke bagian high side manometer.

b. Geser tabung pitot tersebut dengan transvering

mechanism hingga posisinya ditengah-tengah saluran

dan sejajar dengan dudukan. c. Catat tekanan statik awalnya.

d. Mulai pengamatan melalui tekanan manometer dengan variabel bebas yaitu throtle plate untuk mengatur debit aliran volume dan tunggu sampai tekanan steady. e. Hidupkan motor fan dari terbuka penuh hingga tertutup

penuh secara bertahap tiap bukaan 100%, 75%, 50%, 25%

f. Ulangi pengujian pada point j tersebut dua kali. g. Lepas sambungan pipa manometer ke tabung pitot. h. Matikan sambungan motor penggerak fan.

i. Analisa data pengamatan.

2. Pengukuran Tekanan Total (pengujian 2)

Adapun prosedur pengukuran tekanan total adalah sebagai berikut:

a. Hubungkan total pressure connection dari tabung pitot ke bagian high side manometer.

b. Geser tabung pitot tersebut dengan transvering

mechanism hingga posisinya ditengah-tengah saluran

dan sejajar dengan dudukan. c. Catat tekanan total awalnya.

d. Tutup penuh throtle plate dan hidupkan motor penggerak fan.

e. Biarkan sebentar (2 menit) sampai motor mencapai kecepatan penuh.

f. Mulai pengamatan melalui tekanan manometer dengan variabel bebas yaitu throtle plate untuk mengatur debit aliran volume dari terbuka penuh hingga tertutup penuh secara bertahap tiap bukaan 100%, 75%, 50%, 25%, Catat hasil pengamatan pada tabel.

g. Ulangi pengujian pada point e tersebut dua kali. h. Matikan sambungan motor penggerak fan. i. Analisa data pengamatan.

3. Pengukuran Tekanan Dinamik (pengujian 3)

Adapun prosedur pengukuran tekanan dinamik adalah sebagai berikut :

a. Hubungkan total pressure connection dari tabung pitot ke bagian low side manometer.

b. Hubungkan statik pressure connection dari tabung pitot ke bagian high side manometer

c. Geser tabung pitot tersebut dengan transvering

mechanism hingga posisinya ditengah-tengah saluran

dan sejajar dengan dudukan. d. Catat tekanan dinamik awalnya.

e. Tutup penuh throtle plate dan hidupkan motor penggerak fan, tunggu sebentar selama 2 menit sampai motor mencapai kecepatan maksimum.

f. Mulai pengamatan melalui tekanan manometer dengan variabel bebas yaitu throtle plate untuk mengatur debit aliran volume dari terbuka penuh hingga tertutup penuh secara bertahap tiap bukaan 100%, 75%, 50%, 25%,Catat hasil pengamatan pada tabel.

g. Ulangi pengujian pada point e tersebut dua kali. h. Analisa hasil pengamatan.

4. Pengukuran Profil Kecepatan (pengujian 4)

Adapun prosedur pengukuran profil kecepatan adalah sebagai berikut :

a. Lakukan pengujian point a. dan b. pada pengujian 3. b. Buka penuh throtle plate dan hidupkan motor

penggerak fan, tunggu hingga mencapai kecepatan maksimum.

c. Geser tabung pitot dengan Transvering mechanism pada beberapa posisi dengan variabel sumbu x=6, x=8, x=10, x=12 dan sumbu y=5, y=10, y=15, y=20.

d. Catat profil kecepatan awalnya

e. Baca tekanan kecepatan pada manometer untuk setiap posisi tabung pitot dan mencatat hasil pengamatan dalam tabel.

f. Matikan motor penggerak fan.

g. Menggambar profil kecepatan aliran udara yang terjadi. [6]

3.2 PENGOLAHAN DATA 3.3.1Data Hasil Praktikum

a. Tekanan Total Tabel 3.1 Tekanan Total

Posisi Dumper Buka penuh Buka 75% Buka 50% Buka 25 % Tutup penuh

1 0 0 0 0 -0,02588

2 0 0 0 -0,02588 -0,02588

3 0 0 0 -0,02588 -0,02588

rata-rata 0 0 0 -0,01811 -0,02588

b. Tekanan Statik Tabel 3.2 Tekanan Statik

Posisi Dumper Buka penuh Buka 75% Buka 50% Buka 25 % Tutup penuh

1 -0,25881 -0,12940 -0,05176 -0,02588 0

2 -0,28470 -0,12940 -0,05176 0 0

3 -0,28470 -0,12940 -0,05176 0 0

rata-rata -0,27693 -0,12940 -0,05176 -0,00854 0

c. Tekanan Dinamis Tabel 3.3 Tekanan Dinamis

Posisi Dumper Buka penuh Buka 75% Buka 50% Buka 25 % Tutup penuh

1 -0,20705 -0,07764 -0,07764 -0,02588 0

2 -0,23293 -0,07764 -0,07764 -0,02588 0

3 -0,25881 -0,05176 -0,07764 -0,02588 0

d. Profil Kecepatan

Tabel 3.4 Profil Kecepatan I x 6 8 10 12 Y 5 -0,20705 -0,18117 -0,23293 -0,20705 10 -0,23293 -0,20705 -0,23293 -0,20705 15 -0,20705 -0,23293 -0,23293 -0,20705 20 -0,20705 -0,23293 -0,20705 -0,20705 Tabel 3.5 Profil Kecepatan II

x 6 8 10 12 Y 5 -0,20705 -0,23293 -0,23293 -0,23293 10 -0,20705 -0,23293 -0,23293 -0,20705 15 -0,20705 -0,23293 -0,23293 -0,23293 20 -0,20705 -0,23293 -0,20705 -0,20705

Tabel 3.6 Profil Kecepatan III x 6 8 10 12 Y 5 -0,20705 -0,20705 -0,23293 -0,23293 10 -0,23293 -0,20705 -0,23293 -0,20705 15 -0,20705 -0,23293 -0,25881 -0,23293 20 -0,20705 -0,23293 -0,20705 -0,20705 Tabel 3.7 Rata-rata x 6 8 10 12 Y 5 -0,20705 -0,20705 -0,23293 -0,22776 10 -0,22517 -0,21559 -0,23293 -0,20705 15 -0,20705 -0,23293 -0,24147 -0,22517 20 -0,20705 -0,23293 -0,20705 -0,20705

3.3.2 Perhitungan Ralat

1. Tekanan Udara Absolut Pa = 1 atm = 76 cm Hg. = ( 76 cm / l in ) x ( SGHg / SGH2O ) = ( 76/2,54 ) x (13,6/0,826 ) = 492,65 in H2O Dimana : l in = 2,54 cm SGH2O = 0,826 kg/m3 SGHg = 13,6 kg/m3

(Referensi, William. C. Reynolds, Termodinamika Teknik, 539) 2. Tekanan Total (bukaan 25%)

Pt = 0,01811 in H2O Pt absolut= 492,65 - 0,01811 = 492,631 in H2O 1∈¿ 2,54 cm ¿ ¿ P_t(atm)=P_t

(

¿H₂O

)

x¿ = 1∈¿ 2,54 cm ¿ ¿ 0,01811inH 2 O׿ + 1 atm = 1,00003676 atm = 101328,72 N/m2

a. Tekanan Statik (bukaan 25%) Ps = 0,00854 in H2O Ps absolut = 492,65 - 0,3251439= 492.641 in H2O 1∈¿ 2,54 cm ¿ ¿ P_s(atm)=P_s

(

¿H₂O

)

x¿

= 1∈¿ 2,54 cm ¿ ¿ 0,00854 inH 2 O׿ 1 atm = 1,000017335 atm = 101326,75N/m2 b. Tekanan Dinamik (bukaan 25%)

Pv = 0,02588 in H2O 1∈¿ 2,54 cm ¿ ¿ P_v(atm)=P_v

(

¿H₂O

)

x¿ = 0,012588 1∈¿ 2,54 cm ¿ ¿ ¿H 2 O ׿ = 5,2532 X 10-5 _atm = 5,3228 N/m2

c. Profil Kecepatan (x = 6 dan y = 5) Pv = 0,20705 in H2O 1∈¿ 2,54 cm ¿ ¿ 1∈¿ 2,54 cm ¿ ¿ P_v(atm)=P_v

₍

¿H₂O

₎

x¿ = 4,2027 X 10-4 _{atm = 42,5838 N/m}2 d. Massa jenis udara (pada T = 28 0_{C = 301 K)}

Dari tabel dilakukan interpolasi didapat: ρ = 1,158 kg/m3

[12] e. Berat jenis udara

g

.



f. Kecepatan aliran udara  gPv V  2 =

√

2 (9,81)(42,5838) 11.359 = 8,5763m/s

g. Laju Aliran Volumetrik Q = V . A = V . W . L = (8,5763) (0,3)(0,15) = 0.3859 m3_/s

3.3.2 Perhitungan Ralat

a. Tekanan Total (bukaan 25%) ∆P = ½ x skala terkecil = ½ x0,02588 =0,01294 in H2O 1∈¿ 2,54 cm ¿ ¿ ∆ P(atm)=P

(

¿H₂O

)

x¿ 1∈¿ 2,54 cm ¿ ¿ ¿0,01294 x¿ = 2,6266 X 10-5_atm = 2,6614 N/m2

%

100

x

P

P

RN

t t





= 2,6614 101328,72× 100 _{= 0,0026%} keseksamaan = 100% - RN = 100% - 0,00659% = 99,9973% b. Tekanan Statik (bukaan 25%)

∆P = ½ x skala terkecil

1∈¿ 2,54 cm ¿ ¿ ∆ P (atm)=P

(

¿H₂O

)

x¿ 1∈¿ 2,54 cm ¿ ¿ ¿0,01294 x¿ = 2,6266 X 10-5_atm = 2,6614 N/m2

%

100

x

P

P

RN

t t





= 2,6614 101328,72× 100 _{= 0,0026%} keseksamaan = 100% - RN = 100% - 0,00659% = 99,9973%

c. Tekanan Dinamik (bukaan 25%) ∆P = ½ x skala terkecil = ½ x0,02588 =0,01294 in H2O 1∈¿ 2,54 cm ¿ ¿ ∆ P (atm)=P

(

¿H₂O

)

x¿ 1∈¿ 2,54 cm ¿ ¿ ¿0,01294 x¿ = 2,6266 X 10-5_atm = 2,6614 N/m2

%

100

x

P

P

RN

t t





= 2,6614 101328,72× 100 _{= 0,0026%} keseksamaan = 100% - RN = 100% - 0,00659% = 99,9973%

a. Kecepatan Aliran Udara          v v P V P V dimana : Pv g Pv v . 2 2 1           ∆V = 1 2

√

2(9,81) 11,359(42,5838) = 0,1006 RN 100%   v v = 0,1006 8,5763x 100 =¿ _1,174 Keseksamaan = 100 % - 1,109% = 98,82% b. Luas Penampang ΔA =

√

(

∂ A ∂ P

)

2 ΔP2+

(

∂ A ∂ l

)

2 Δl2 ∂ A ∂ P = l = 0,15 ∂ A ∂ l = p = 0,3 ΔP = 0,0005 m Δl =0,0005 ΔA =

_√

(0,15)2(0,0005)2+(0,3)2(0,0005)2 =

_√

28 ,125 x 10−9 _{= 0,000167} c. Laju Aliran Volumetrik

           V Q V Q

dimana :





_A V A V V Q       . dan





_V A A V A Q       . 2 2 2 2 A A Q V V Q Q _                     =

 

 

2 2 2 2 A V V A    Q  2 _{= (0,045}2 _{x 0,1006}2_{) + (8,5763}2 _{x 0,000167}2₎ Q  _{=4,7481 X 10}-3_m3_/s % 100 x Q Q RN   = 4,7481 x 10 −3 0.3859 ×100 = 1,230% Keseksamaan = 100 % - 0,00935% = 98,76%

3.3.3 Tabel Hasil Pengolahan Data Tekanan Total

Posisi Dumper Buka Penuh Buka 75% Buka 50% Buka 25 % Tutup penuh

Pt (in.H20) 0 0 0 0,01811 0,02588 Pt (N/m2) 101325 101325 101325 101325 101325,0001 Pt Absolut (in.H20) 492,65 492,65 492,65 492,63189 492,62412 RN (%) - - - 1,83802E-05 2,62661E-05 K (%) - - - 99,99998162 99,99997373 Tekanan Statik

Posisi Dumper Buka Penuh Buka 75% Buka 50% Buka 25 % Tutup penuh

Ps (in.H20) 0,27693 0,1294 0,05176 0,05176 0

1 Ps Absolut (in.H20) 492,37307 492,5206 492,59824 492,59824 492,65 RN (%) 0,000281061 0,00013133 5,25322E-05 5,25322E-05 -K (%) 99,99971894 99,99986867 99,99994747 99,9999474 7 -Tekanan Dinamik

Posisi Dumper Buka Penuh Buka 75% Buka 50% Buka 25 % Tutup penuh

Pv (in.H20) 0,23293 0,06988 0,07764 0,02588 0

Pv (N/m2) 101325,0005 101325,000₁ 101325,0002 101325,0001 101325 Pv Absolut

(in.H20) 492,41707 492,58012 492,57236 492,62412 492,65 RN (%) 0,000236405 7,09225E-05 7,87983E-05 7,87983E-05

-K (%) 99,99976359 99,9999290

8 99,9999212 99,9999212

-Kecepatan

Posisi Dumper Buka Penuh Buka 75% Buka 50% Buka 25 % Tutup penuh

V 14,417 15,197 14,175 13,845 13,593

∆V _{0,1730661 0,056829135} 0,17453716₇ 0,17660499_{2 0,17823451} RN (%) 1,200430741 0,373949693 1,23130276₅ 1,27558679₉ 1,311222765

Laju aliran volumemetrik

Posisi Dumper Buka Penuh Buka 75% Buka 50% Buka 25 % Tutup penuh

Q 0,648765 0,684 0,637875 0,623025 0,611685

∆Q 3,32246E-05 6,49039E-06 3,36459E-05 3,42521E-05 3,47412E-05 RN (%) 0,01024242 6 0,001897774 0,010549368 0,010995426 0,011359165 K (%) 99,9897575 7 99,99810223 99,98945063 99,98900457 99,98864083

Kecepatan Aliran Udara dan Laju Aliran Volumetric X Parameter 6 8 10 12 Y 5 Pv (in.H2O) 0,20705 0,20705 0,23293 0,22776 Pv (N/m2_{) 42,57414584 42,5741458 47,89565704 46,83258853} V (m/s) 14,6557854 14,4174641 14,1751365 13,845437 ∆V 0,058928 0,059902 0,060926 0,062377 RN (%) 0,402080123 0,41548222 0,429808912 0,45052388 K (%) 99,59791988 99,5845178 99,57019109 99,54947612 Q(m3_{/s) 0,659510343 0,64878588 0,637881143 0,623044665} ∆Q 0,003608624 0,00361432 0,003622239 0,003636656 RN (%) 0,547167143 0,5570897 0,567854874 0,583691034 K (%) 99,45283286 99,4429103 99,43214513 99,41630897 10 Pv (in.H2O) 0,22517 0,21559 0,23293 0,20705 Pv (N/m2_{) 46,30002617 44,3301623 47,89565704 42,57414584} V (m/s) 14,1751365 13,845437 14,1751365 13,5929155 ∆V 0,060926 0,062377 0,060926 0,063535 RN (%) 0,429808912 0,45052388 0,429808912 0,467412602 K (%) 99,57019109 99,5494761 99,57019109 99,5325874 Q(m3_{/s) 0,637881143 0,62304467 0,637881143 0,611681198} ∆Q 0,003622239 0,00363666 0,003622239 0,003650656 RN (%) 0,567854874 0,58369103 0,567854874 0,596823255 K (%) 99,43214513 99,416309 99,43214513 99,40317675 15 _{Pv (in.H2O) 0,20705 0,23293 0,24147 0,22517} Pv (N/m2_{) 42,57414584 47,895657 49,65167349 46,30002617} V (m/s) 13,845437 14,4174641 14,1751365 13,845437 ∆V 0,062377 0,059902 0,060926 0,062377

RN (%) 0,45052388 0,41548222 0,429808912 0,45052388 K (%) 99,54947612 99,5845178 99,57019109 99,54947612 Q(m3_{/s) 0,623044665 0,64878588 0,637881143 0,623044665} ∆Q 0,003636656 0,00361432 0,003622239 0,003636656 RN (%) 0,583691034 0,5570897 0,567854874 0,583691034 K (%) 99,41630897 99,4429103 99,43214513 99,41630897 20 Pv (in.H2O) 0,20705 0,23293 0,20705 0,20705 Pv (N/m2_{) 42,57414584 47,895657 42,57414584 42,57414584} V (m/s) 13,845437 14,4174641 13,845437 13,5929155 ∆V 0,062377 0,059902 0,062377 0,063535 RN (%) 0,45052388 0,41548222 0,45052388 0,467412602 K (%) 99,54947612 99,5845178 99,54947612 99,5325874 Q(m3_{/s) 0,623044665 0,64878588 0,623044665 0,611681198} ∆Q 0,003636656 0,00361432 0,003636656 0,003650656 RN (%) 0,583691034 0,5570897 0,583691034 0,596823255 K (%) 99,41630897 99,4429103 99,41630897 99,40317675

3.4 Pembahasan

3.4.1. Grafik dan Analisa Grafik

Gambar 3.25 Grafik Tekanan Absolut [7] Analisa Grafik :

Tekanan total adalah jumlah dari tekanan statik dan dinamik, maka tekanan total pastinya lebih besar dibanding tekanan statik dan dinamik. Sedangkan tekanan dinamik adalah selisih dari tekanan total dan statik, maka tekanan dinamik adalah tekanan yang paling kecil dibanding tekanan total dan statik.

Pada grafik 3.23, grafik menunjukkan nilai tekanan total, statis, dan dinamik dengan lima variasi berbeda yaitu buka penuh, buka 75%, buka 50%, buka 25%, dan tutup penuh. Dari data pada grafik nilai tekanan total merupakan nilai tekanan yang paling tinggi bila daripada tekanan dinamik dan tekanan statis. Tetapi pada hasil percobaan didapatkan hasil yang berbeda, tekanan total pada tutup penuh, mempunyai nilai lebih tinggi daripada tekanan statis dan dinamis, tekanan dinamis lebih tinggi pada bukaan tutup penuh, 25%, 75% dan bukaan penuh dari tekanan statis. Hal ini disebabkan oleh kesalahan praktikan dalam memantau kelurusan saluran tube dan juga kelalaian praktikan dalam membaca skala manometer. Pada hasil

percobaan yang tergambar pada grafik 3.23, terlihat bahwa kecenderungan grafik menurun, hal ini sama dengan teori karena semakin besar bukaan dumper, maka kecepatan aliran fluida semakin besar, tetapi mengakibatkan tekanannya semakin menurun.

6 8 1012 0.18 0.19 0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25

Grafik Profil Kecepatan

5 10 15 20

Kecepatan aliran udara V (m/s)

Gambar 3.26 Grafik Pofil Kecepatan [7] analisa grafik

Distribusi kecepatan pada saluran udara memiliki profil yang berbeda. Kecenderungan nilai kecepatan yang besar berada tepat ditengah-tengah saluran udara tersebut, sedangkan pada tepi-tepi saluran memiliki nilai kecepatan yang terkecil dikarenakan adanya pengaruh tegangan geser antara permukaan saluran dengan fluida yang melaluinya.

Grafik diatas adalah grafik profil kecepatan pada profil transversing mechanism dan tabung pitot yang diatur sumbu x dan y nya, sesuai hasil percobaan praktikum. Pada grafik diatas masing-masing profil memiliki harga yang berbeda-beda. Pada yang berwarna ungu dapat dilihat kecepatan yang terus meningkat sampai pada tengah-tengah grafik dan kemudian kembali turun. Dengan demikian pada posisi x=10 dan y=20 maka kecepatan berada pada maksimal sedangkan pada kondisi awal lebih rendah. Sedangkan untuk posisi

yang lainnya kecepatan semakin menurun pada posisi dimana kecepatan maksimal pada grafik berwarna biru. Hal ini sama dengan hipotesa awal yang mengatakan kecenderungan kecepatan aliran udara pada tengah-tengah saluran adalah yang terbesar dan pada tepi yang bersinggungan dengan saluran udara.

Pada grafik 3.24 diatas, kecenderungan profil kecepatan pada bagian tengah saluran udara naik dan memiliki nilai tertinggi. Hal ini dikarenakan adanya pengaruh tegangan geser antara fluida dengan saluran udara pada daerah yang dekat dinding.

Kesimpulan Dan Saran 3.5.1. Kesimpulan

1 Pengujian ducting pada praktikum Fenomena Dasar Konversi Universitas Diponegoro bertujuan untuk mengetahui prinsip kerja

ducting yaitu sebagai tempat pendistribusian udara.

2 Besar nilai tekanan total absolut pada posisi dumper tutup penuh didapatkan nilai 492,624 Pa sedangkan untuk buka penuh didapatkan nilai 492,65 Pa. Hal ini menunjukkan bahwa bukaan dumper berpengaruh pada tekanan didalam saluran ducting.

3 Dari percobaan ducting pada praktikum didapatkan bahwa profil kecepatan pada bagian tengah saluran udara memiliki nilai yang lebih tinngi daripada didaerah sisi saluran udara. Hal ini dipengaruhi oleh tegangan geser antara fluida dengan sisi saluran udara

4 Kecepatan dan tekanan didalam ducting dipengaruhi oleh posisi bukaan dumper. Semakin terbuka posisi dumper, maka kecepatan dan debit fluida akan semakin besar sedangkan tekanan turun. 3.5.2 Saran

1. Sebelum melakukan percobaan sebaiknya praktikan teliti dalam menentukan nilai awal manometer sebelum dinyalakan dan posisi tabung pitotnya dan lebih baik dilakukan oleh lebih dari satu orang.

2. Asisten praktikum sebaiknya mengawasi penuh proses pengambilan data oleh praktikan agar tidak terjadi kesalahan pengukuran.

3. Koordinatoor laboratorium Fenomena Dasar Konveksi sebaiknya mengawasi jalannya praktikum dan memperbaharui alat uji pada laboratorium untuk mengurangi kesalahan pengambilan data oleh praktikan.

DAFTAR PUSTAKA

[12] Bergman, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Tabel A.4, hal. 941 [9] Fox, Robert W, Introduction to Fluid Mechanics, Appendix A Tabel A.1

[1] http://konsultanmeonline.wordpress.com(Diakses 11 Juni 2013)

[7] http://www.mascoat.com/ducting-sound-damping1.html(Diakses 12 Juni 2013)

[8] http://www.scottaire.co.uk/spiralduct_new2.html(Diakses 12 Juni 2013)

[2] Job Sheet Praktikum Fenomena Dasar 2013, hal 1 [6] Job Sheet Praktikum Fenomena Dasar 2013, hal 4 [11] Job Sheet Praktikum Fenomena Dasar 2013, hal 6 [4] JP Holman, Perpindahan Kalor

[3] Laboratorium Fenomena Dasar Konversi Energi Teknik Mesin Universitas Diponegoro

[10] Laporan Fenomena Dasar konversi, Bab II Ducting, 2010 [5] Mechanical measurements by Thomas G. Beckwitch