Data tanpa pertukaran kalor Data dengan pertukaran kalor

4.1.1. Data tanpa pertukaran kalor

without heat exchange Ta b e l 4.1 Da ta ha sil p e ng ujia n va ria si b ila ng a n Re yno ld s a lira n a ir d i a nulus se m p it ta np a p e rtuka ra n ka lo r Laju aliran massa air Beda ketinggian air Temperatur masuk Temperatur keluar pada anulus sempit pada manometer Δh anulus sempit T c,i anulus sempit T c,o kgs m ° C ° C 1 0,237 2,140 28,9 29 2 0,227 2,090 28,6 28,7 3 0,219 2,041 28,6 28,7 4 0,206 1,935 28,8 28,9 5 0,190 1,849 28,7 28,8 6 0,181 1,810 28,6 28,7 7 0,167 1,726 28,5 28,6 8 0,162 1,686 28,3 28,4 9 0,155 1,655 28,1 28,2 10 0,146 1,608 28,1 28,2 11 0,130 1,527 27,9 28 12 0,120 1,495 28,1 28,2 13 0,099 1,402 28,4 28,5 14 0,090 1,373 28,1 28,2 15 0,082 1,352 28 28,1 16 0,072 1,324 27,8 27,9 17 0,067 1,310 27,8 27,9 18 0,061 1,292 28,1 28,2 19 0,057 1,282 27,9 28 20 0,053 1,273 28 28,1 21 0,047 1,252 27,9 28 22 0,043 1,241 28,2 28,3 23 0,039 1,238 28,2 28,3 24 0,036 1,235 28,1 28,2 25 0,032 1,232 27,9 28 26 0,027 1,227 27,9 28 27 0,026 1,226 27,9 28 28 0,024 1,224 28,2 28,3 29 0,022 1,221 28 28,1 30 0,017 1,216 28,3 28,4 31 0,015 1,213 28,5 28,6 32 0,010 1,209 28,4 28,5 33 0,006 1,205 28,6 28,7 34 0,005 1,203 28,8 28,9 35 0,003 1,201 28,9 29 No. · m

4.1.2. Data dengan pertukaran kalor

with heat exchange Ta b e l 4.2 Da ta ha sil p e ng ujia n va ria si b ila ng a n Re yno ld s a lira n a ir d i a nulus se m p it d e ng a n p e rtuka ra n ka lo r Laju aliran Beda ketinggian massa air pada air pada anulus sempit manometer ΔhMasukT c,i KeluarT c,o ΔT c MasukTh ,i KeluarT h,o kgs m ° C ° C ° C ° C ° C 1 0,140 1,518 28,3 40,8 12,5 60,8 56,7 2 0,136 1,495 27,9 40,8 12,9 60,6 56,5 3 0,131 1,474 28,7 41,6 12,9 60,8 56,8 4 0,126 1,468 28,9 41,7 12,8 60,8 57,1 5 0,122 1,438 29,2 41,8 12,6 60,6 57 6 0,116 1,422 29,4 42,2 12,8 60,7 57,3 7 0,104 1,386 30,3 43,3 13 60,8 57,7 8 0,098 1,362 30,4 43,7 13,3 60,8 57,8 9 0,094 1,358 27,8 42,2 14,4 60,4 57,2 10 0,089 1,344 28,8 42,6 13,8 60,5 57,6 11 0,083 1,328 29,6 43,3 13,7 60,6 57,9 12 0,077 1,310 28,6 43 14,4 60,6 58 13 0,063 1,281 29 43,6 14,6 60,8 58,6 14 0,060 1,272 29,2 43,3 14,1 60,2 58,1 15 0,055 1,263 29,1 42,3 13,2 60 58,2 16 0,053 1,259 28,3 41,6 13,3 60,1 58,4 17 0,050 1,255 28,6 42,2 13,6 60,4 58,8 18 0,046 1,253 28,5 42,6 14,1 60 58,4 19 0,044 1,247 28,8 43,4 14,6 60,1 58,6 20 0,042 1,241 28 43 15 60,6 59,1 21 0,038 1,235 28,4 44 15,6 60,8 59,4 22 0,036 1,227 29,3 45 15,7 60 58,6 23 0,030 1,221 29,4 46,8 17,4 60,6 59,3 24 0,027 1,218 29,5 47,6 18,1 60,4 59,2 25 0,023 1,213 28,4 48,8 20,4 60,5 59,4 26 0,018 1,211 27,7 49,8 22,1 60,1 59,1 27 0,013 1,206 29 54,4 25,4 60 59,2 28 0,011 1,205 28,4 54,1 25,7 60 59,2 29 0,010 1,204 29,1 55,6 26,5 60,4 59,7 30 0,008 1,203 28,9 56,2 27,3 60,1 59,5 31 0,007 1,203 29,6 57,4 27,8 60,5 59,9 32 0,006 1,202 29,3 57,3 28 59,9 59,4 33 0,005 1,203 29,8 57,4 27,6 60,1 59,7 34 0,004 1,200 30,2 58,3 28,1 60,1 59,8 Temperatur air pada anulus sempit T c Temperatur air pada inner tube T h No. · m 4 .2 Pe rhitung a n Da ta Da ta se ksi uji p e nuka r ka lo r sa lura n a nnula r b e rc e la h se mp it : Ja ri – ja ri d a la m a nulus i r : 0,009535 m Ja ri – ja ri lua r a nulus o r : 0,01192 m Dia m e te r hid ro lik D h : 0,00477 m Pa nja ng p e ng ukura n p re ssure d ro p l : 1,198 m Pe rub a ha n e le va si ∆z : 1,198 m Lua s p e na m p a ng a nulus A c : 0,0001608 m ² Be rikut ini c o nto h p e rhitung a n untuk d a ta p e rc o b a a n d e ng a n b ila ng a n Re yno ld s te rb e sa r d a n te rke c il : 4 .2 .1 Ta np a p e rtuka ra n ka lo r without he at e xc hange 1. Contoh perhitungan untuk data percobaan dengan bilangan Reynolds terkecil : Data fluida : Beda ketinggian air pada manometer ∆h : 1,201 m La ju a lira n m a ssa a ir p a d a a nulus se mp it · m : 0,003 kg s Te m p e ra tur a ir p a d a a nulus se mp it c T : 29 o C Te m p e ra tur a ir p a d a m a no m e te r : 27 o C Da ri Ta b e l A.9 Sifa t – sifa t a ir J.P Ho lm a n, 1984 d id a p a t d a ta p ro p e rti a ir p a d a te mp e ra tur 29 o C : De nsita s a ir ρ : 995,4222 kg m 3 Visko sita s d ina mik a ir µ : 0,000820 kg m .s · Kecepatan aliran air pada anulus sempit V · m = V . A . ρ c w V = c w A . ρ m · = 2 3 m 0,0001608 . kgm 4222 , 95 9 kgs 0,003 = 0,01874 m s · Bilangan Reynolds pada anulus sempit Re Re = µ D . V . ρ h w = kgm.s 000820 , m 0,00477 . ms 0,01874 . kgm 4222 , 95 9 3 = 108,513 · Berat jenis air yang mengalir pada anulus sempit w γ w γ = g . ρ w = 995,4222 kg m ³ . 9,8 m s² = 9755,138 kg m ².s² · Berat jenis air pada manometer m γ Da ri Ta b e l A.9 Sifa t – sifa t a ir J.P Ho lm a n, 1984 d id a p a t d a ta p ro p e rti a ir p a d a te mp e ra tur 27 o C : m ρ = 995,7465 kg m 3 m γ = g . ρ m = 995,7465 kg m ³ . 9,8 m s² = 9758,316 kg m ².s² · Persamaan Energi : 1 2 1 w 1 z g 2 V γ P + + = f 2 2 2 w 2 h z g 2 V γ P + + + w 2 1 γ P P - = f h z z g 2 V V 1 2 2 1 2 2 + - + - Pip a b e rd ia m e te r ko nsta n h2 h1 D D = se hing g a V V V 2 1 = = , ke rug ia n he a d g e se ka n : w 2 1 γ P P - = f 1 2 h z z + - Δh . γ m = f w h z . . γ w g + D Ke rug ia n he a d g e se ka n f h f h = w w m γ Δz . γ Δh . γ - = .s kgm 138 , 755 9 m 1,198 . .s kgm 138 , 755 9 m 1,201 . .s kgm 316 , 758 9 2 2 2 2 2 2 - = 0,003 m Fric tio na l p re ssure d ro p [ Δz g. . ρ - ΔP w ] Δz g. . ρ - ΔP w = f w h . g . ρ = 995,4222 kg m ³ . 9,8 m s² . 0,003 m = 29,2654 kg m .s² = 0,0292654 kPa · Faktor gesekan aktual Aktual f f = 2 w w h V . ρ Δz g. . ρ - ΔP D 2 l = 2 3 2 ms 0,01874 . kgm 4222 , 95 9 .s kgm 2654 , 9 2 m 1,198 m 0,00477 2 = 0,66665 · Faktor gesekan aliran laminar Re 64 f f = Re 64 = 513 , 108 64 = 0,58979 · Faktor gesekan berdasar prediksi Sun Sun f f = Re 64 r r 1 r r ln r r 1 r r ln r r 1 2 o i o i 2 o i o i 2 o i ÷÷ ø ö çç è æ - + ÷÷ ø ö çç è æ ú ú û ù ê ê ë é ÷÷ ø ö çç è æ + ÷÷ ø ö çç è æ ÷÷ ø ö çç è æ - = 108,513 64 m 0,01192 m 0,009535 1 m 0,01192 m 0,009535 ln m 0,01192 m 0,009535 1 m 0,01192 m 0,009535 ln m 0,01192 m 0,009535 1 2 2 2 ÷÷ ø ö çç è æ - + ÷÷ ø ö çç è æ ú ú û ù ê ê ë é ÷÷ ø ö çç è æ + ÷÷ ø ö çç è æ ÷÷ ø ö çç è æ - = 0,88395 · Bilangan Poiseuille aktual Aktual Po Po = Aktual f . Re = 0,66665 . 108,513 = 72,340 · Bilangan Poiseuille 64Re 64Re Po Po = Re 64 f . Re = 0,58979 . 108,513 = 64 · Bilangan Poiseuille Sun Sun Po Po = Sun f . Re = 0,88395 . 108,513 = 95,9 2. Contoh perhitungan untuk data percobaan dengan bilangan Reynolds terbesar : Data fluida : Be d a ke ting g ia n a ir p a d a m a no m e te r ∆h : 2,140 m La ju a lira n m a ssa a ir p a d a a nulus se mp it · m : 0,237 kg s Te m p e ra tur a ir p a d a a nulus se mp it c T : 29 o C Te m p e ra tur a ir p a d a m a no m e te r : 27 o C Da ri Ta b e l A.9 Sifa t – sifa t a ir J.P Ho lm a n, 1984 d id a p a t d a ta p ro p e rti a ir p a d a te mp e ra tur 29 o C : De nsita s a ir w ρ : 995,4222 kg m 3 Visko sita s d ina mik a ir µ : 0,000820 kg m .s · Kecepatan aliran air pada anulus sempit V · m = V . A . ρ c w V = c w A . ρ m · = 2 3 m 0,0001608 . kgm 4222 , 95 9 kgs 0,237 = 1,48066 m s · Bilangan Reynolds pada anulus sempit Re Re = µ D . V . ρ h w = kgm.s 000820 , m 0,00477 . ms 1,48066 . kgm 4222 , 95 9 3 = 8573,678 · Berat jenis air yang mengalir pada anulus sempit w γ w γ = g . ρ w = 995,4222 kg m ³ . 9,8 m s² = 9755,138 kg m ².s² · Berat jenis air pada manometer m γ Da ri Ta b e l A.9 Sifa t – sifa t a ir J.P Ho lm a n, 1984 d id a p a t d a ta p ro p e rti a ir p a d a te mp e ra tur 27 o C : m ρ = 995,7465 kg m 3 m γ = g . ρ m = 995,7465 kg m ³ . 9,8 m s² = 9758,316 kg m ².s² · Persamaan Energi : 1 2 1 w 1 z g 2 V γ P + + = f 2 2 2 w 2 h z g 2 V γ P + + + w 2 1 γ P P - = f h z z g 2 V V 1 2 2 1 2 2 + - + - Pip a b e rd ia m e te r ko nsta n h2 h1 D D = se hing g a V V V 2 1 = = , ke rug ia n he a d g e se ka n : w 2 1 γ P P - = f 1 2 h z z + - Δh . γ m = f w h z . . γ w g + D Ke rug ia n he a d g e se ka n f h f h = w w m γ Δz . γ Δh . γ - = .s kgm 138 , 755 9 m 1,198 . .s kgm 138 , 9755 m 2,140 . .s kgm 316 , 758 9 2 2 2 2 2 2 - = 0,943 m Fric tio na l p re ssure d ro p [ Δz g. . ρ - ΔP w ] Δz g. . ρ - ΔP w = f w h . g . ρ = 995,4222 kg m ³ . 9,8 m s² . 0,943 m = 9199,0947 kg m .s² = 9,1990947 kPa · Faktor gesekan aktual Aktual f f = 2 w w h V . ρ Δz g. . ρ - ΔP D 2 l = 2 3 2 ms 1,48066 . kgm 4222 , 95 9 s . kgm 199,0947 9 m 1,198 m 0,00477 2 = 0,03357 · Faktor gesekan aliran turbulen Blasius f f = 0,25 Re 0,3164 - = 0,25 8573,678 0,3164 - = 0,03288 · Faktor gesekan dengan Persamaan Colebrook Colebrook f 5 , 1 f = ÷ ø ö ç è æ + - 0,5 h f . Re 2,51 3,7 eD log 2 Dia sum sika n ke ka sa ra n re la tif sa lura n a nulus se mp it h eD = 0, d e ng a n m e to d e ite ra tif d id a p a t d a ta : f = 0,03218 · Bilangan Poiseuille aktual Aktual Po Po = Aktual f . Re = 0,03357 . 8573,678 = 287,818 · Bilangan Poiseuille Blasius Blasius Po Po = Blasius f . Re = 0,03288 . 8573,678 = 281,903 · Bilangan Poiseuille Colebrook Colebrook Po Po = Colebrook f . Re = 0,03218 . 8573,678 = 275,901

4.2.2 Dengan pertukaran kalor