OPERASI TEKNIK KIMIA alfu
Your logo
OPERASI TEKNIK KIMIA
‘’Aliran Fluida’’
disusun Oleh:
Rizal Thamrin
Yogie Wiranata
Zahrotul Bahiyah
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
2013
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada percobaan kalibrasi,
Grafik Kalibrasi
400
f(x) = 11.53x + 305.02
R² = 0.95
350
300
Q (ml/s)
didapat bahwa
bukaan valve berbanding lurus dengan laju alir,
semakin besar bukaan valve Semakin besar pula
laju alirnya. Hal ni dapat dibuktikan pada grafik
diatas
yang
menampilkan
garis
yang
linier.Berdasarkan teori menunjukkan bahwa debit
aliran pun sebanding dengan volume per
waktunya.
250
200
Linear ()
150
100
50
0
0
1
2
3
4
5
Bukaan Valve
6
7
8
Q=V/t
Percobaan kalibrasi ini untuk menentukan laju alir
pada setiap bukaan valve dan untuk mengecek
sistem perpipaan dan seluruh kelengkapan aktual.
Berdasarkan data diatas, sistem perpipaan dan
kelengkapannya memiliki tingkat akurasi yang
cukup walau tidak signifikan, dibuktikan dengan
nilai R yang mendekati 1 yaitu 0.949 sehingga
nantinya akan ada perbedaan antara pengukuran
secara teori dan aktual.
Pada percobaan variasi panjang pipa ini friction loss atau hilangnya
energi pada pipa lurus ini berbanding lurus dengan panjang pipa, hal ini
dapat dilihat pada grafik diatas bahwa semakin besar/ semakin panjang
pipa maka semakin besar pula nilai friction lossnya, karena gesekan
antara dindig pipa dengan fluida akan semakin lama yang
menyebabkan hilang energi yang semakin besar.
Dapat dibuktikan dengan rumus
Grafik Variasi Panjang Pipa
14
12
Friction Loss
10
Ff Teori 0.6 m
Ff Praktek 0.6 m
Ff Teori 0.8 m
Ff Praktek 0.8 m
Ff Teori 1.4 m
Ff Praktek 1.4 m
8
6
4
2
0
0
0
Q (ml/s)
0
Berdasarkan rumus tersebut, dapat terlihat bahwa friction loss
berbanding lurus dengan L atau panjang pipa. Pada grafik diatas,
friction loss aktual paling besar terjadi pada pipa dengan panjang 1.4m.
sedangkan friction loss aktual paling kecil terdapat pada pipa dengan
panjang 0.6m. begitupun dengan friction loss teoritis, semakin panjang
pipa, semakin besar pula nilai friction lossnya, adapun perbedaan
antara aktual dan teori karena pada saat aktual terjadi kesalahan
pembacaan pada manometer u yang kurang akurat sehingga
menyebabkan perbedaan nilai pada beda ketinggian. Faktor lainnya
yang juga menyebabkan adanya beda ketinggian yaitu pembacaan
manometer u pada saat aliran belum konstan sehingga rentan terjadi
kesalahn pada saat pembacaannya.
Grafik Variasi Diameter Pipa
Pada percobaan variasi diameter pipa ini friction loss atau hilangnya energi ini
berbanding terbalik dengan Diameter pipa, hal ini dapat dilihat pada grafik diatas dan pada
rumus berikut ini bahwa semakin kecil diameter suatu pipa maka semakin besar pula nilai
friction
lossnya.
14
12
jika diameter semakin kecil, kemungkinan fluida bergesekan dengan pipa semakin
besar,karena jika air yang mengalir melewat diameter pipa kecil lebih menyeluruh dalam
bergesekan dengan dinding pipa bagian dalam sehingga gesekan lebih besar dan sebaliknya
jika air yang melewati diameter pipa besar tidak seluruhnya dalam bergesekan dengan bagian
dalam pipa sehingga gesekan tidak terlalu signifikan. Hal ini ditunjukan dalam percobaan pada
bukaan 1 (pertama) dengan diameter ½ inch pada Teori lebih tinggi nilai friction lossnya
sebesar 8.3 j/kg (1) dibandingkan dengan diameter ½ inch pada aktualnya lebih kecil sebesar
0.887 j/kg (1),adapun untuk diameter ¾ inch pada teori lebih besar sebesar 1.21 j/kg (1) dibanding
dengan diameter ¾ inch pada aktualnya lebih kecil sebesar 0.887 j/kg (1). Alasan nilai Friction
loss Aktual lebih rendah dibanding dengan Friction loss Teorinya disebabkan karena pada
friction loss actual adanya ketidaktelitian dalam pembacaan beda tekanan sehingga didapat
hasil tersebut serta kurang kosntannya pada aliran fluidanya, namun dilihat dari besar/
kecilnya suatu diameter tersebut sangat berpengaruh terhadap besar/kecilnya suatu friction
loss suatu fluida hal ini dapat dilihat dari nilai friction loss pada diameter ½ inch sebesar 8.3
(1)
(1)
j/kg
dan
diameter
¾
inch
sebesar
1.21
j/kg
.
Dapat disimpulkan bahwa hal tersebut sesuai dengan apa yang sudah terdapat pada teori
persamaan friction loss. Perbedaaan rendah dan tingginya grafik yang diperoleh Teori maupun
Aktual tersebut dapat terjadi karena perhitungan teori didasarkan pada hasil numeris dimana
tidak adanya factor factor kesalahn yang mempengaruhi, selain itu juga didasarkan pada
penyelesaian yang sangat spesifik melibatkan factor friksi, jenis aliran dan kekasaran relative
pada pipa. Sedangkan pada perhitungan actual hanya didsasarkan pada perbedaan tekanan
dibagi denga densitas yang dimiliki, selain itu juga memungkinkan adanya factor factor
kesalahan yaitu adanya fluktuatif perbedaan pengukuran pada manometer sehingga data yang
diambil menjadi kurang tepat
Friction loss
10
Ff Teori 1/2 inch
Ff Praktek 1/2 inch
Ff Teori 3/4 inch
Ff Praktek 3/4 inch
Ff Teori 5/4 inch
Ff Praktek 5/4 inch
8
6
4
2
0
0
0
Q (ml/s)
0
Grafik Kelengkapan
3
2.5
Globe Ff Teori (V)
Globe Ff Praktek (V)
Gate Ff Teori (V)
Gate Ff Praktek (V)
ELBOW Ff Teori (V)
ELBOW Ff Praktek (V)
TEE Ff Teori (V)
TEE Ff Praktek (V)
Friction Loss
2
1.5
1
0.5
0
0.65
Q (ml/s)
Dari grafik disamping menunjukan bahwa diagram dengan variasi
kelengkapan alat terhadap friksinya pada bukaan ke V (lima). Friksi ini
diabndingkan denga kelengkapan alatnya seperti Globe, Gate, Elbow 900,
dan
TEE.
Gate Valve dan Globe Valve pada dasarnya digunakan untuk menutup atau
membuka laju aliran fluida yang kuat. Pada saat fluida melewati gate dan
globe valve akan terjadi kontaksi dan ekspansi Antara pipa sebelum valve
yang memiliki diameter lebih kecil kemudian melewati pipa dengan diameter
lebih besar atau sebaliknya, sehingga terjadi perubahan tekanan.
Sedangkan pada elbow terjadi pembelokan secara tiba tiba sehingga terjadi
kehilangan energy yang mempengaruhi terhadap tekanan pada laju alir
fluida sehingga terjadi perbedaan Antara laju alir fluida sebelum dan
sesudah melewati elbow. Begitu pula dengan TEE terjadi juga kehilangan
energy yang disebabkan adanya gesekan pada cairan yg melewati TEE
sehingga terjadi kehilangan energy sesudah dan sebelum melewati TEE.
Berdasarkan gambar diatas, hilangnya energy pada system perpipaan secara actual lebih besar dibandingkan
energy pada system perpiaan secara teori. hal ini disebabkan adanya perhitungan berdasarkan teori lebih
sesuai, sedangkan pada perhitungan berdasarkan percobaan (actual) hanya dengan melihat beda tekanan
pada manometer pada saat praktikum dan terjadi fluktuasi ketinggian Tekanan serta belum tentu akurat dengan
apa yang praktikan catat sehingga data yang diaambil kurang tepat dan mempengaruhi adanya kesalah hasil
data yang diperoleh
Variasi gabungan
Variasi Gabungan
4
3.5
3
Laju Alir
2.5
Fteori
Fpraktek
2
1.5
Pada Gambar diatas didapat hubungan anatara laju alir pada
bukaan 1, 3, dan 5 dengan friction loss pada setiap system
perpipaan seperti gate valve, globe valve, fitting dan elbow. Dimana
dapat dikatakan bahwa frictio loss untuk teori lebih besar dari pada
friction loss pada actual. Jika semakin besar laju alir maka semakin
besar pula friction loss yang dihasilkan. Hal ini dikarenakan laju alir
mempengaruhi kecepatan air yang mengalir pada pipa. Hal
tersebut sesuai dengan apa yang sudah dilakukan dari percobaan
ini, namun adanya perbedaan nilai actual dengan teori dikarenakan
adanya pembacaan yang kurang akurat pada saat pembacaan
manometer. Serta perhitungan pada actual hanya ditekankan pada
nilai beda tekan dibagi dengan densitasnya saja.
1
0.5
0
Delta P/ densitas
0
0
Ft Teori
0
DAYA POMPA
Berdasarkan gambar diatas daya pompa berbanding lurus dengan besarnya lajunalir fluida. Dimana semakin
besar laju alir fluida maka semakin besar pula daya pompa yang dihasilkan. Hal ini sesuai dengan besarnya
daya pompa yang diperoleh dn hasil percobaan, baik secara teori maupun actual.
Kenaikan nilai daya pompa secara teori terhadap laju alir fluida dapat diliat dari diagram batang diatas (warna
biru). Sedangkan nilai daya pompa secara actual terhadap laju alir fluida dapat dilihat pada diagram batang
(warna merah). Dari digram batang diatas terlihat bahwa daya pompa menunjukan peningkatan pada bukaan
1 sampai dengan bukaan 3. hal ini dibuktikan dengan nilai daya pompa teori dan actual pada bukaan 1 sebsar
7.47 j/kg dan 3.86 j/kg, sedangkan pada bukaan 3 sebesar 7.725 j/kg dan 4.05 j/kg sehingga dapat
dsimpulkan bahwa semakin besar laju alir fluida maka daya pompa yang dihasilkan semakin besar pula.
KESIMPULAN
1. Kehilangan energy karena adanya gesekan yang dipengaruhi oleh panjang pipa dimana semakin panjang
suatu pipa maka semakin sering pula gesekan yang terjadi sehingga kehilangan energy semakin besar. Serta
dipengaruhi pula dengan adanya bukaan valve dimana semakin kecil bukaan valve maka kehilangan
energipun semakin besar.
OPERASI TEKNIK KIMIA
‘’Aliran Fluida’’
disusun Oleh:
Rizal Thamrin
Yogie Wiranata
Zahrotul Bahiyah
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
2013
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada percobaan kalibrasi,
Grafik Kalibrasi
400
f(x) = 11.53x + 305.02
R² = 0.95
350
300
Q (ml/s)
didapat bahwa
bukaan valve berbanding lurus dengan laju alir,
semakin besar bukaan valve Semakin besar pula
laju alirnya. Hal ni dapat dibuktikan pada grafik
diatas
yang
menampilkan
garis
yang
linier.Berdasarkan teori menunjukkan bahwa debit
aliran pun sebanding dengan volume per
waktunya.
250
200
Linear ()
150
100
50
0
0
1
2
3
4
5
Bukaan Valve
6
7
8
Q=V/t
Percobaan kalibrasi ini untuk menentukan laju alir
pada setiap bukaan valve dan untuk mengecek
sistem perpipaan dan seluruh kelengkapan aktual.
Berdasarkan data diatas, sistem perpipaan dan
kelengkapannya memiliki tingkat akurasi yang
cukup walau tidak signifikan, dibuktikan dengan
nilai R yang mendekati 1 yaitu 0.949 sehingga
nantinya akan ada perbedaan antara pengukuran
secara teori dan aktual.
Pada percobaan variasi panjang pipa ini friction loss atau hilangnya
energi pada pipa lurus ini berbanding lurus dengan panjang pipa, hal ini
dapat dilihat pada grafik diatas bahwa semakin besar/ semakin panjang
pipa maka semakin besar pula nilai friction lossnya, karena gesekan
antara dindig pipa dengan fluida akan semakin lama yang
menyebabkan hilang energi yang semakin besar.
Dapat dibuktikan dengan rumus
Grafik Variasi Panjang Pipa
14
12
Friction Loss
10
Ff Teori 0.6 m
Ff Praktek 0.6 m
Ff Teori 0.8 m
Ff Praktek 0.8 m
Ff Teori 1.4 m
Ff Praktek 1.4 m
8
6
4
2
0
0
0
Q (ml/s)
0
Berdasarkan rumus tersebut, dapat terlihat bahwa friction loss
berbanding lurus dengan L atau panjang pipa. Pada grafik diatas,
friction loss aktual paling besar terjadi pada pipa dengan panjang 1.4m.
sedangkan friction loss aktual paling kecil terdapat pada pipa dengan
panjang 0.6m. begitupun dengan friction loss teoritis, semakin panjang
pipa, semakin besar pula nilai friction lossnya, adapun perbedaan
antara aktual dan teori karena pada saat aktual terjadi kesalahan
pembacaan pada manometer u yang kurang akurat sehingga
menyebabkan perbedaan nilai pada beda ketinggian. Faktor lainnya
yang juga menyebabkan adanya beda ketinggian yaitu pembacaan
manometer u pada saat aliran belum konstan sehingga rentan terjadi
kesalahn pada saat pembacaannya.
Grafik Variasi Diameter Pipa
Pada percobaan variasi diameter pipa ini friction loss atau hilangnya energi ini
berbanding terbalik dengan Diameter pipa, hal ini dapat dilihat pada grafik diatas dan pada
rumus berikut ini bahwa semakin kecil diameter suatu pipa maka semakin besar pula nilai
friction
lossnya.
14
12
jika diameter semakin kecil, kemungkinan fluida bergesekan dengan pipa semakin
besar,karena jika air yang mengalir melewat diameter pipa kecil lebih menyeluruh dalam
bergesekan dengan dinding pipa bagian dalam sehingga gesekan lebih besar dan sebaliknya
jika air yang melewati diameter pipa besar tidak seluruhnya dalam bergesekan dengan bagian
dalam pipa sehingga gesekan tidak terlalu signifikan. Hal ini ditunjukan dalam percobaan pada
bukaan 1 (pertama) dengan diameter ½ inch pada Teori lebih tinggi nilai friction lossnya
sebesar 8.3 j/kg (1) dibandingkan dengan diameter ½ inch pada aktualnya lebih kecil sebesar
0.887 j/kg (1),adapun untuk diameter ¾ inch pada teori lebih besar sebesar 1.21 j/kg (1) dibanding
dengan diameter ¾ inch pada aktualnya lebih kecil sebesar 0.887 j/kg (1). Alasan nilai Friction
loss Aktual lebih rendah dibanding dengan Friction loss Teorinya disebabkan karena pada
friction loss actual adanya ketidaktelitian dalam pembacaan beda tekanan sehingga didapat
hasil tersebut serta kurang kosntannya pada aliran fluidanya, namun dilihat dari besar/
kecilnya suatu diameter tersebut sangat berpengaruh terhadap besar/kecilnya suatu friction
loss suatu fluida hal ini dapat dilihat dari nilai friction loss pada diameter ½ inch sebesar 8.3
(1)
(1)
j/kg
dan
diameter
¾
inch
sebesar
1.21
j/kg
.
Dapat disimpulkan bahwa hal tersebut sesuai dengan apa yang sudah terdapat pada teori
persamaan friction loss. Perbedaaan rendah dan tingginya grafik yang diperoleh Teori maupun
Aktual tersebut dapat terjadi karena perhitungan teori didasarkan pada hasil numeris dimana
tidak adanya factor factor kesalahn yang mempengaruhi, selain itu juga didasarkan pada
penyelesaian yang sangat spesifik melibatkan factor friksi, jenis aliran dan kekasaran relative
pada pipa. Sedangkan pada perhitungan actual hanya didsasarkan pada perbedaan tekanan
dibagi denga densitas yang dimiliki, selain itu juga memungkinkan adanya factor factor
kesalahan yaitu adanya fluktuatif perbedaan pengukuran pada manometer sehingga data yang
diambil menjadi kurang tepat
Friction loss
10
Ff Teori 1/2 inch
Ff Praktek 1/2 inch
Ff Teori 3/4 inch
Ff Praktek 3/4 inch
Ff Teori 5/4 inch
Ff Praktek 5/4 inch
8
6
4
2
0
0
0
Q (ml/s)
0
Grafik Kelengkapan
3
2.5
Globe Ff Teori (V)
Globe Ff Praktek (V)
Gate Ff Teori (V)
Gate Ff Praktek (V)
ELBOW Ff Teori (V)
ELBOW Ff Praktek (V)
TEE Ff Teori (V)
TEE Ff Praktek (V)
Friction Loss
2
1.5
1
0.5
0
0.65
Q (ml/s)
Dari grafik disamping menunjukan bahwa diagram dengan variasi
kelengkapan alat terhadap friksinya pada bukaan ke V (lima). Friksi ini
diabndingkan denga kelengkapan alatnya seperti Globe, Gate, Elbow 900,
dan
TEE.
Gate Valve dan Globe Valve pada dasarnya digunakan untuk menutup atau
membuka laju aliran fluida yang kuat. Pada saat fluida melewati gate dan
globe valve akan terjadi kontaksi dan ekspansi Antara pipa sebelum valve
yang memiliki diameter lebih kecil kemudian melewati pipa dengan diameter
lebih besar atau sebaliknya, sehingga terjadi perubahan tekanan.
Sedangkan pada elbow terjadi pembelokan secara tiba tiba sehingga terjadi
kehilangan energy yang mempengaruhi terhadap tekanan pada laju alir
fluida sehingga terjadi perbedaan Antara laju alir fluida sebelum dan
sesudah melewati elbow. Begitu pula dengan TEE terjadi juga kehilangan
energy yang disebabkan adanya gesekan pada cairan yg melewati TEE
sehingga terjadi kehilangan energy sesudah dan sebelum melewati TEE.
Berdasarkan gambar diatas, hilangnya energy pada system perpipaan secara actual lebih besar dibandingkan
energy pada system perpiaan secara teori. hal ini disebabkan adanya perhitungan berdasarkan teori lebih
sesuai, sedangkan pada perhitungan berdasarkan percobaan (actual) hanya dengan melihat beda tekanan
pada manometer pada saat praktikum dan terjadi fluktuasi ketinggian Tekanan serta belum tentu akurat dengan
apa yang praktikan catat sehingga data yang diaambil kurang tepat dan mempengaruhi adanya kesalah hasil
data yang diperoleh
Variasi gabungan
Variasi Gabungan
4
3.5
3
Laju Alir
2.5
Fteori
Fpraktek
2
1.5
Pada Gambar diatas didapat hubungan anatara laju alir pada
bukaan 1, 3, dan 5 dengan friction loss pada setiap system
perpipaan seperti gate valve, globe valve, fitting dan elbow. Dimana
dapat dikatakan bahwa frictio loss untuk teori lebih besar dari pada
friction loss pada actual. Jika semakin besar laju alir maka semakin
besar pula friction loss yang dihasilkan. Hal ini dikarenakan laju alir
mempengaruhi kecepatan air yang mengalir pada pipa. Hal
tersebut sesuai dengan apa yang sudah dilakukan dari percobaan
ini, namun adanya perbedaan nilai actual dengan teori dikarenakan
adanya pembacaan yang kurang akurat pada saat pembacaan
manometer. Serta perhitungan pada actual hanya ditekankan pada
nilai beda tekan dibagi dengan densitasnya saja.
1
0.5
0
Delta P/ densitas
0
0
Ft Teori
0
DAYA POMPA
Berdasarkan gambar diatas daya pompa berbanding lurus dengan besarnya lajunalir fluida. Dimana semakin
besar laju alir fluida maka semakin besar pula daya pompa yang dihasilkan. Hal ini sesuai dengan besarnya
daya pompa yang diperoleh dn hasil percobaan, baik secara teori maupun actual.
Kenaikan nilai daya pompa secara teori terhadap laju alir fluida dapat diliat dari diagram batang diatas (warna
biru). Sedangkan nilai daya pompa secara actual terhadap laju alir fluida dapat dilihat pada diagram batang
(warna merah). Dari digram batang diatas terlihat bahwa daya pompa menunjukan peningkatan pada bukaan
1 sampai dengan bukaan 3. hal ini dibuktikan dengan nilai daya pompa teori dan actual pada bukaan 1 sebsar
7.47 j/kg dan 3.86 j/kg, sedangkan pada bukaan 3 sebesar 7.725 j/kg dan 4.05 j/kg sehingga dapat
dsimpulkan bahwa semakin besar laju alir fluida maka daya pompa yang dihasilkan semakin besar pula.
KESIMPULAN
1. Kehilangan energy karena adanya gesekan yang dipengaruhi oleh panjang pipa dimana semakin panjang
suatu pipa maka semakin sering pula gesekan yang terjadi sehingga kehilangan energy semakin besar. Serta
dipengaruhi pula dengan adanya bukaan valve dimana semakin kecil bukaan valve maka kehilangan
energipun semakin besar.