Karya Ilmiah Pengujian Koefisien Fitting Pada Katub Bola
PDF Compressor Pro
KARYA ILMIAH
PENGUJIAN KOEFISIEN FITTING
PADA KATUB BOLA
O
L
E
H
Ir. SURIADY SIHOMBING, MT
Dosen Tetap Fakultas Teknik
UNIVERSITAS HKBP NOMMENSEN
UNIVERSITAS HKBP NOMMENSEN
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
MEDAN
2010
PDF Compressor Pro
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan
rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini dengan judul
Pengujian Koefisien Fitting Pada Katub Bola hingga selesai.
Karya
ilmiah
ini disusun
untuk memenuhi
salah satu syarat
untuk
kenaikan jenjang akademik pada program studi Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas HKBP nommensen Medan.
Penulis menyadari bahwa dalam isi laporan ini masih terdapat kekurangan,
baik dari segi isi maupun dari teknik penyajiannya. Untuk itu dengan hati terbuka
penulis sangat mengharapkan
kritik maupun saran sebagai masukan dari semua
pihak demi peningkatan mutu isi dari kaya ilmiah ini.
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak _
bapak sekalian yang telah ban yak memberi saran - saran sampai selesainya karya
ilmiah ini.
Medan 14 Pebruari 2010
Penulis
Ir. Suryadi Sihombing, MT
PDF Compressor Pro
ABSTRAK
Bila
dalam
suatu
aliran
fluida
terjadi
penampang, pengecilan penampang, pengecilan
terjadi
hambatan
seperti
belokan
pembesaran
katub, volumemeter, dan lain-lain, maka akan
gesekan antara fluida yang menyebabkan
kerugian
yang disebut dengan minor
losses.
Besar kecilnya harga minor losses ini dipengaruhi oleh dua faktor yaitu koefisien fitting
dan kecepatan aliran fluida.
Pada kesempatan
ini penulis ingin mengetahui besarnya koefisien
katub bola ukuran 1 inchi.
fitting pada suatu
PDF Compressor Pro
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
~.
Bilamana suatu fluida yang mengalir mengalami gesekan dalam laluannya
seperti adanya
pengecilan,
hambatan
pada
pembengkokan,
dan
akan berkurang
Head losses. Dalam suatu sistem ali ran, maka energi
dari yang tersedia sebelumnya
efisiensi dan daya netto yang dapat diberikan.
karena
pembesaran
maka akan terjadi rugi-rugi akibat kehilangan energi dalam bentuk
head yang disebut dengan
aliran
katub,
akan dapat mempengaruhi
sehingga apa yang diharapkan
yang kaan menurunkan
Head losses ini tidak diabaikan,
perencanaan
tidak tercapai.
pada suatu sis item ali ran,
Dalam suatu perencanaan, head
losses ini harus dimaksimalkan agar tercapai hasil rancangan yang baik.
Selain dari kecepatan aliran, faktor lain yang mempengaruhi
losses ini adalah besamya koefisien
fitting.
Besamya
besamya head
koefisien
fitting ini
tergantung pada jenis hambatan yang ada.
Walaupun secara umurn, koefisien fitting ada diberikan pada tabel dalam
text book, akan
pada
pabrik
tetapi
dapat
yang membuatnya.
berbeda
harganya
Pada penelitian
yang
sangat
tergantung
ini penulis menguj i besamya
koefisien fitting pada katub bola.
1.2. Tujuan
Adapun tujuan karya ilmiah ini adalah : untuk memperoleh besamya head losses
dan koefisien fitting yang terjadi pada katub bola berukuran standart 1 inchi.
PDF Compressor Pro
1.3. Batasan Masalah
Katub bola memiliki keanekaragaman
itu tergantung dari pabriknya.
dalam bentuk ukurannya.
Semua
Pada kesempatan ini ukuran katub yang dimiliki
dibatasi tianya pada katub bola 1 inchi merk Kitz.
PDF Compressor Pro
SA B II
TINJAUAN KEPUSTAKAAN
2.1. Dasar Teori
Besamya energi persatuan berat dari aliran suatu fluida incompressible
dengan tinggi kolom air yang disebut dengan
biasanya
Head.
yang diukur
Satuan energi dalam bentuk head
diukur dalam satuan meter kolom air, bar (tekanan),
Kgf/cm",
Psi,
dan
Cm.Hg.
Adapun kesetaraan tersebut adalah sebagai berikut :
1 Kgf
1,025
X
105 Pa
14,7 Psi.
76 em Hg
10,33
Bila aliran air dipandang
111
ideal atau diasumsikan
sepanjang aliran, maka persamaan
tidak terjadi
kerugian
head
Bemoullie dapat ditulis secara umum dalam bentuk :
V2
P
+
y
+ Z
2g
Dimana:
P
Head tekanan (pressure head).
Head keeepatan (velocity head).
2g
Z
air.
Elevasi (elevation head).
Konstan
PDF Compressor Pro
Bila fluida mengalir dari satu bagian ke bagian yang lain yang dinotasikan dengan titik
(1) dan (2), maka persamaan
Bernoullie
dapat ditulis sebagai berikut :
y
2g
y
2g
Dimana:
~
PI
Tekanan fluida pad a titik 1.
P2
Tekanan fluida pada titik 2.
VI
Kecepatan fluida pada titik 1.
V2
Kecepatan fluida pada titik 2.
ZI
Ketinggian fluida pada titik 1.
Z2
Ketinggian fluida pada titik 2.
Dalam kenyataanya
fluida.
Gesekan
selama fluida mengalir akan terhajadi gesekan dalam laluan
ini terjadi akibat permukaan
akhirnya akan menyebabkan
dengan
Head Losses.
lagi, dan diperkenalkan
ini
+
2g
Z
+ hf
Bernoullie
konsep persamaan energi yang secara
sebgai berikut :
y
Gesekan
terjadinya kerugian energi dalam bentuk head yang disebut
Dengan adanya pengaruh head losses ini, persamaan
tidak dapat dipertahankan
umum diperkenalkan
laluan fluida tidak rata.
konstan
PDF Compressor Pro
Dimana
hf adalah head losses yang terjadi sepanjang aliran fluida. bila aliran mengalir
dari titik (1) ke titik (2), maka persamaan energi di atas dapat kita tulis dengan :
Y22
+ +
P)-.
y
y
Dimana Hfl-2
22
+ Hfl-2
2g
adalah head losses yang terjadi.
2.2. Klasifikasi Head Losses
Secara umum head losses yang terjadi sepanjang aliran fluida ada dua macam yaitu :
1. Mayor losses.
2. Minor losses.
2.2.1.
Mayor Losses
Mayor losses adalah kerugian
energi dalarn bentuk head akibat adanya gesekan
partikel fluida dengan dinding saluran.
Secara umum ditulis dalam bentuk persamaan
hf
L
f . D
Dimana:
hf
Mayor losses (m).
f
Faktor gesekan.
L
Panjang saluran (m).
D
Diameter saluran (m).
g
Kecepatan gravitasi
(m/s").
y2
2g
Darcy Weisbach
PDF Compressor Pro
Besamya
Reynold.
faktor gesekan
Bilangan
ini tergantung
kekasaran
dinding saluran dan bilangan
Reynold ini juga merupakan sebagai batas untuk menentukan aliran
dalam saluran apakah
laminer atau turbulen. Besamya bilangan
Reynold
dapat dicari
dengan rum us :
V.D
Re
v
Dimana:
Re
Bilangan Reynold.
V
Kecepatan aliran (m/s).
D
Diameter saluran (m).
v
Viskositas cairan (m2/s).
Pada Re < 2300, aliran laminer.
Pada Re > 4000, aliran turbulen.
Pada Re = 2300 - 4000 terdapat daerah transisi, dimana aliran dapat berupa laminer
atau turbulen.
Dalam hal aliran laminer, koefisien kerugian gesek untuk pipa (f) adalah:
64
f
Re
Untuk menghitung kerugian gesek dalam pipa pada aliran turbulen terdapat berbagai
jenis empiris.
Di bawah ini akan diberikan cara perhitungan
gesek f dihitung menurut rurnus :
0,0005
f
0,020
+
D
rumus Darcy.
Koefisien
PDF Compressor Pro
Dimana
0 adalah diameter dalam pipa (m).
besi cor.
Rumus ini berlaku untuk p-pa baru dari
Jika pipa telah dipakai selama bertahun-tahun
harga
f akan menjadi
1,5
sampai 2,0 harga barunya.
Untuk aliran transisi dan turbulen, dapat juga ditentukan
diagram
Moody
dan sangat dipengaruhi
faktor geseknya melalui
oleh faktor kekasaran dinding dan bilangan
Reynold.
005
0,04
0,03
0,02
0,015
e~;4
dikeling
Baton
P;,pall
\.. lp..l
BOlltu;r>,
V
e",; dip:~·iln!
BJ;:Si ~'...!lnJ ber as o at
Bt;. ,~ ....OUI!
T emo a G~::,.v\~;lIh'
"
0.9
0,10
~.1
5.1
0,1 I
2,0
r.o
0,.11
0)0
0,':9
U
O,9S
0,-11
0,95
0.'"
(l,n
0.(>4
o.io
1\.2
0.2-1
5.1
9,\1
2.'
'.7
O}9
2,0
1.0
0.72
1.5
1.0
O,'XJ
2,~
U.90
I.'
0.90
I.'
~,()
n,9IJ
1.1
_.
6,0
0,16
s.s
\5
0,07
0,0.1
2.0
~,O
2,'
~,(l
~O
2P
2.0
0.11
0,50
O,lO
0,)9
0,19
(!,30
O.~O
O,·l!
0,-1{)
0.)0
(t.J5
0,19
0,30
0,30
o,n
0,2
KARYA ILMIAH
PENGUJIAN KOEFISIEN FITTING
PADA KATUB BOLA
O
L
E
H
Ir. SURIADY SIHOMBING, MT
Dosen Tetap Fakultas Teknik
UNIVERSITAS HKBP NOMMENSEN
UNIVERSITAS HKBP NOMMENSEN
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
MEDAN
2010
PDF Compressor Pro
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan
rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini dengan judul
Pengujian Koefisien Fitting Pada Katub Bola hingga selesai.
Karya
ilmiah
ini disusun
untuk memenuhi
salah satu syarat
untuk
kenaikan jenjang akademik pada program studi Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas HKBP nommensen Medan.
Penulis menyadari bahwa dalam isi laporan ini masih terdapat kekurangan,
baik dari segi isi maupun dari teknik penyajiannya. Untuk itu dengan hati terbuka
penulis sangat mengharapkan
kritik maupun saran sebagai masukan dari semua
pihak demi peningkatan mutu isi dari kaya ilmiah ini.
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak _
bapak sekalian yang telah ban yak memberi saran - saran sampai selesainya karya
ilmiah ini.
Medan 14 Pebruari 2010
Penulis
Ir. Suryadi Sihombing, MT
PDF Compressor Pro
ABSTRAK
Bila
dalam
suatu
aliran
fluida
terjadi
penampang, pengecilan penampang, pengecilan
terjadi
hambatan
seperti
belokan
pembesaran
katub, volumemeter, dan lain-lain, maka akan
gesekan antara fluida yang menyebabkan
kerugian
yang disebut dengan minor
losses.
Besar kecilnya harga minor losses ini dipengaruhi oleh dua faktor yaitu koefisien fitting
dan kecepatan aliran fluida.
Pada kesempatan
ini penulis ingin mengetahui besarnya koefisien
katub bola ukuran 1 inchi.
fitting pada suatu
PDF Compressor Pro
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
~.
Bilamana suatu fluida yang mengalir mengalami gesekan dalam laluannya
seperti adanya
pengecilan,
hambatan
pada
pembengkokan,
dan
akan berkurang
Head losses. Dalam suatu sistem ali ran, maka energi
dari yang tersedia sebelumnya
efisiensi dan daya netto yang dapat diberikan.
karena
pembesaran
maka akan terjadi rugi-rugi akibat kehilangan energi dalam bentuk
head yang disebut dengan
aliran
katub,
akan dapat mempengaruhi
sehingga apa yang diharapkan
yang kaan menurunkan
Head losses ini tidak diabaikan,
perencanaan
tidak tercapai.
pada suatu sis item ali ran,
Dalam suatu perencanaan, head
losses ini harus dimaksimalkan agar tercapai hasil rancangan yang baik.
Selain dari kecepatan aliran, faktor lain yang mempengaruhi
losses ini adalah besamya koefisien
fitting.
Besamya
besamya head
koefisien
fitting ini
tergantung pada jenis hambatan yang ada.
Walaupun secara umurn, koefisien fitting ada diberikan pada tabel dalam
text book, akan
pada
pabrik
tetapi
dapat
yang membuatnya.
berbeda
harganya
Pada penelitian
yang
sangat
tergantung
ini penulis menguj i besamya
koefisien fitting pada katub bola.
1.2. Tujuan
Adapun tujuan karya ilmiah ini adalah : untuk memperoleh besamya head losses
dan koefisien fitting yang terjadi pada katub bola berukuran standart 1 inchi.
PDF Compressor Pro
1.3. Batasan Masalah
Katub bola memiliki keanekaragaman
itu tergantung dari pabriknya.
dalam bentuk ukurannya.
Semua
Pada kesempatan ini ukuran katub yang dimiliki
dibatasi tianya pada katub bola 1 inchi merk Kitz.
PDF Compressor Pro
SA B II
TINJAUAN KEPUSTAKAAN
2.1. Dasar Teori
Besamya energi persatuan berat dari aliran suatu fluida incompressible
dengan tinggi kolom air yang disebut dengan
biasanya
Head.
yang diukur
Satuan energi dalam bentuk head
diukur dalam satuan meter kolom air, bar (tekanan),
Kgf/cm",
Psi,
dan
Cm.Hg.
Adapun kesetaraan tersebut adalah sebagai berikut :
1 Kgf
1,025
X
105 Pa
14,7 Psi.
76 em Hg
10,33
Bila aliran air dipandang
111
ideal atau diasumsikan
sepanjang aliran, maka persamaan
tidak terjadi
kerugian
head
Bemoullie dapat ditulis secara umum dalam bentuk :
V2
P
+
y
+ Z
2g
Dimana:
P
Head tekanan (pressure head).
Head keeepatan (velocity head).
2g
Z
air.
Elevasi (elevation head).
Konstan
PDF Compressor Pro
Bila fluida mengalir dari satu bagian ke bagian yang lain yang dinotasikan dengan titik
(1) dan (2), maka persamaan
Bernoullie
dapat ditulis sebagai berikut :
y
2g
y
2g
Dimana:
~
PI
Tekanan fluida pad a titik 1.
P2
Tekanan fluida pada titik 2.
VI
Kecepatan fluida pada titik 1.
V2
Kecepatan fluida pada titik 2.
ZI
Ketinggian fluida pada titik 1.
Z2
Ketinggian fluida pada titik 2.
Dalam kenyataanya
fluida.
Gesekan
selama fluida mengalir akan terhajadi gesekan dalam laluan
ini terjadi akibat permukaan
akhirnya akan menyebabkan
dengan
Head Losses.
lagi, dan diperkenalkan
ini
+
2g
Z
+ hf
Bernoullie
konsep persamaan energi yang secara
sebgai berikut :
y
Gesekan
terjadinya kerugian energi dalam bentuk head yang disebut
Dengan adanya pengaruh head losses ini, persamaan
tidak dapat dipertahankan
umum diperkenalkan
laluan fluida tidak rata.
konstan
PDF Compressor Pro
Dimana
hf adalah head losses yang terjadi sepanjang aliran fluida. bila aliran mengalir
dari titik (1) ke titik (2), maka persamaan energi di atas dapat kita tulis dengan :
Y22
+ +
P)-.
y
y
Dimana Hfl-2
22
+ Hfl-2
2g
adalah head losses yang terjadi.
2.2. Klasifikasi Head Losses
Secara umum head losses yang terjadi sepanjang aliran fluida ada dua macam yaitu :
1. Mayor losses.
2. Minor losses.
2.2.1.
Mayor Losses
Mayor losses adalah kerugian
energi dalarn bentuk head akibat adanya gesekan
partikel fluida dengan dinding saluran.
Secara umum ditulis dalam bentuk persamaan
hf
L
f . D
Dimana:
hf
Mayor losses (m).
f
Faktor gesekan.
L
Panjang saluran (m).
D
Diameter saluran (m).
g
Kecepatan gravitasi
(m/s").
y2
2g
Darcy Weisbach
PDF Compressor Pro
Besamya
Reynold.
faktor gesekan
Bilangan
ini tergantung
kekasaran
dinding saluran dan bilangan
Reynold ini juga merupakan sebagai batas untuk menentukan aliran
dalam saluran apakah
laminer atau turbulen. Besamya bilangan
Reynold
dapat dicari
dengan rum us :
V.D
Re
v
Dimana:
Re
Bilangan Reynold.
V
Kecepatan aliran (m/s).
D
Diameter saluran (m).
v
Viskositas cairan (m2/s).
Pada Re < 2300, aliran laminer.
Pada Re > 4000, aliran turbulen.
Pada Re = 2300 - 4000 terdapat daerah transisi, dimana aliran dapat berupa laminer
atau turbulen.
Dalam hal aliran laminer, koefisien kerugian gesek untuk pipa (f) adalah:
64
f
Re
Untuk menghitung kerugian gesek dalam pipa pada aliran turbulen terdapat berbagai
jenis empiris.
Di bawah ini akan diberikan cara perhitungan
gesek f dihitung menurut rurnus :
0,0005
f
0,020
+
D
rumus Darcy.
Koefisien
PDF Compressor Pro
Dimana
0 adalah diameter dalam pipa (m).
besi cor.
Rumus ini berlaku untuk p-pa baru dari
Jika pipa telah dipakai selama bertahun-tahun
harga
f akan menjadi
1,5
sampai 2,0 harga barunya.
Untuk aliran transisi dan turbulen, dapat juga ditentukan
diagram
Moody
dan sangat dipengaruhi
faktor geseknya melalui
oleh faktor kekasaran dinding dan bilangan
Reynold.
005
0,04
0,03
0,02
0,015
e~;4
dikeling
Baton
P;,pall
\.. lp..l
BOlltu;r>,
V
e",; dip:~·iln!
BJ;:Si ~'...!lnJ ber as o at
Bt;. ,~ ....OUI!
T emo a G~::,.v\~;lIh'
"
0.9
0,10
~.1
5.1
0,1 I
2,0
r.o
0,.11
0)0
0,':9
U
O,9S
0,-11
0,95
0.'"
(l,n
0.(>4
o.io
1\.2
0.2-1
5.1
9,\1
2.'
'.7
O}9
2,0
1.0
0.72
1.5
1.0
O,'XJ
2,~
U.90
I.'
0.90
I.'
~,()
n,9IJ
1.1
_.
6,0
0,16
s.s
\5
0,07
0,0.1
2.0
~,O
2,'
~,(l
~O
2P
2.0
0.11
0,50
O,lO
0,)9
0,19
(!,30
O.~O
O,·l!
0,-1{)
0.)0
(t.J5
0,19
0,30
0,30
o,n
0,2