8/17/2019 Lapres Fluid Flow
1/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Fluida adalah suatu zat yang dapat mengalami perubahan-perubahan
bentuknya secara kontinyu / terus-menerus bila terkana tekanan atau gaya geser
walaupun relatuf kecil. Secara garis besar fluida dapat dibedakan atau dikelompok
sebagai berikut : aliran tunak, aliran tak tunak, aliran termampatkan, aliran tak
temampatkan , aliran laminar , aliran turbulen dan aliran transisi. Fluida bila
muncul dalam suatu pipa memiliki tipe aliran fluida dimana tipe airan fluida ini
ditentukan olh bilangan reynold. Pada saat fluida mengalir melauli system
perpiaan, teradi kehilangan tekanan pada sepanang aringan pipa serta turbulensi
yang diakibatkan adanya gesekan fluida dengan kekasaran permukaan dinding
pipa bagian dalam.
Prosedur dalam percobaan ini terdapat dua tahap, yaitu kalibrasi dan
pengukuran penrunan tekanan !pressure drop" di dalam pipa dan fitting. Pada
tahap kalibrasi , #al#e pada pipa yang akan dilaliri oleh fluida dibuka terlebih
dahulu, sementara #al#e yang lainnya ditutup. Pertama, dilakukan percobaan
terhadap pipa $, #al#e pada pipa F ditutup sedangkan #al#e pipa $ dibuka.
Setelah itu, dilihat nilai tekanan yang tertera pada manometer, kemudian ukur
#olume fluida yang keluar dengan menggunakan gelas ukur. Percobaan ini
dilakukan sebanak lima kali. %akukan percobaan yang sama terhadap pipa &.
'uuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui nilai friction loss
dalam pipa yang dialiri fluida. Selain itu, mengetahui besarnya energy yang hilang
yang disebabkan oleh fittin padasistem perpipaan. (ari hasil perhitungan,
praktikan mengetahui nilai power pompa yang digunakan. (engan demikian,
praktikan dapat membandingkan nilaieksperimentaldari fanning friction loss dan
koefisien kontraksi dari hasil percobaan dan dari literatur.
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 1UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
2/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
I.2 Tujuan Percobaan
). *engetahui nilai friction loss dalam pipa yang dialiri fluida.+. *encari nilai-nilai fanning friction factors dari koefisien untuk
dibandingkan hasil perhitungan secara eksperimental dengan yang
didapatkan dari literature.
. *engetahui besarnya energy yang hilang karena adanya fitting dalam
system perpipaan.
I.3 Manfaat Percobaan
). gar praktikan dapat menentukan enis aliran fluida secara eksperimental.
+. gar praktikan dapat mengetahui factor-faktor yang mempengaruhi suatu
aliran fluida.. gar praktikan dapat mengetahui sifat-sifat fluida yang melalui suatu
system perpipaan.
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 2UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
3/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
BAB II
TINAUAN PU!TA"A
II.1. !ecara U#u#
Fluida adalah suatu zat yang dpat mengalir bisa berupa cairan atau gas.
Fluida mengubah bentuknya dengan mudah dan didalam kasus mengenai
gas,mempunyai #olume yang sama dengan #olume uladuk yang membatasi gas
tersebut. Pemakaian mekanika kepada medium kontinyu,baik benda padat
maupun fluida adalah didasari pada hukum gerak newton yang digabungkan
dengan hukum gaya yang sesuai.
Sala satu cara untuk menelaskan gerak suatu fluida adalh dengan
membagi bagi fluida tersebut menadi elemen #olume yang sangat kecil yang
dapat dinamakan partikel fluida danmengikuti gerak masing-masing partikel ini.
Suatu massa fluida yang mengalir selalu dapat dibagi-bagi menadi tabung
aliran,bila aliran tersebut adalah tunak, waktu tabung-tabung tetap tidak berubah
bentuknya dan fluida yang pada suatu saan berada didalam sebuah tatung akan
tetap berada dalam tabung ini seterusnya. ecepatan aliran didalam tabung aliran
adalah seaar dengan tabung dan mempunyai besar berbanding terbalik dengan
luas penampangnya.
onsep aliran fluida yang berkaitan dengan aliran fluida dalam pipa adalah :
). 0ukum kekentalan *assa
+. 0ukum ekentalan energi
. 0ukum kekentalan momentum1. atup
2. 3rifacemeter
4. rcameter !rotarimeter".
liran fluida dapat diaktegorikan:
)" liran laminar
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 3UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
4/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
liran dengan fluida yang bergerak dalam lapisanlapisan, atau lamina
lamina dengan satu lapisan meluncur secara lancar . (alam aliran laminar
ini #iskositas berfungsi untuk meredam kecendrungan teradinya gerakan
relatif antara lapisan. Sehingga aliran laminar memenuhi hukum
#iskositas 5ewton yaitu : 6 7 8 dy/du
+" liran turbulen
liran dimana pergerakan dari partikel partikel fluida sangat tidak
menentu karena mengalami percampuran serta putaran partikel antar
lapisan, yang mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian
fluida kebagian fluida yang lain dalam skala yang besar. (alam keadaan
aliran turbulen maka turbulensi yang teradi membangkitkan tegangan
geser yang merata diseluruh fluida sehingga menghasilkan kerugian
kerugian aliran.
" liran transisi
liran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminar ke aliran
turbulen.
!ahirul, +9)1"
B$langan %e&nol'(
$ilangan eynolds merupakan bilangan tak berdimensi yang dapat
membedakan suatu aliran itu dinamakan laminar, transisi atau turbulen.
e 7 ;
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
5/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
1999 biasa uga disebut sebagai bilangan eynolds kritis, sedangkan aliran
turbulen mempunyai bilangan e lebih dari 1999.
!*c &abe, )>>"
)$(ko($ta(
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
6/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
A 7∀/t
(imana : A adalah debit aliran ! m/s"
< adalah kecepatan aliran ! m/s "
adalah luas penampang ! m+"
∀adalah #olume fluida ! m "
!hairul, +9)1"
r$ct$on Lo((
ehilangan gesekan pada sistem perpipaan !friction loss 7 Ff". 0ead loss
dapat dikategorikan dalam dua bagian, yaitu:
)" 0ead loss karena tahapan pipa yang terbentang sepanang pipa lurus.
(imana: Ff 7 friction loss / head loss !B/g"
% 7 panang pipa !m"
F 7 factor friction / fanning factor
( 7 kecepatan rata-rata !m"0arga f dapat dipengaruhi oleh besarnya C/( dari 5re, untuk menentukan
bilangan renold dapat menggunakan :
+" Friction loss !F", karena adanya perlengkapan pipa friction loss !F" uga
dipengaruhi oleh karakteristik perlengkapan fluida seperti elbow
!belokan", kerangan, ekspansi dan lain-lain. (engan memisahkan antara
pipa lurus dan pipa ber-fitting dan memasukan harga factor yang
tergantung pada enis fitting masing-masing.
(imana : kf 7 koefisien kehilangan masing-masing fitting.
=ntuk koefisien tersebut dapat dilihat pada:a" Friction loss karena kerangan !Ff#"
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 6UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
7/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
dianggap nol !9" karena diasumsikan tidak ada pipa lurus dan harga
kf tergantung pada besar dan enis kerangan.
b" Friction loss karena adanya belokan !Ffelb"
harga felb tergantung pada besarnya ari-ari elbow terhadap ari-
ari pipa.
c" Friction loss karena adanya kontraksi tiba-tiba !Ffc"
(imana:
) 7 luas permukaan terkecil !m+"
+ 7 luas permukaan terbesar !m+"
< 7 kecepatan rata-rata pipa kecil !m/det"
oefisien untuk turbulen 7 )
oefisien untuk laminar 7 -)/+
d" Friction loss karena adanya ekspansi tiba-tiba !Ffe@"
'eradi penghilangan energi pada fluida yang disebabkan oleh fitting , yang mana
fitting tersebut atas empat enis, yakni:
). Cntra!tinDaitu pipa yang mengalami pengukuran !rss se!tina" area secara
mendadak dari saluran dengan membentuk pinggiran yang taam, sehingga
tekanan yang melewatinya akan bertambah. dapun gambaran dari
!ntra!tin #
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 7UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
8/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
Eambar .+ Cntra!tin
(engan persamaan :
+. En"argement
Daitu pipa yang mengalami penambahan !rss se!tina" area secara
mendadak dari saluran, sehingga tekanan yang melewatinya semakin kecil.
dapun gambaran dari en"argement :
Eambar . En"argement
. $ng %en&
Daitu belokan panang pada pipa dengan sudut yang melingkar dan !rss
se!tina" area yang besar sehingga tekanan kecil. dapun gambaran "ng
'en& pada pipa
Eambar .1 $ng %en&
1. ()rt %en&
Daitu belokan pipa seperti "ng 'en& tetapi lebih pendek dan !rss
se!tina" area yang lebih kecil sehingga tekanannya lebih besar. dapun
gambaran dari s)rt 'en& adalah:
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 8UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
9/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
Eambar .2 ()rt %en&
2. E"'* %en&
Daitu merupakan belokan pada pipa yang membentuk pipa siku-siku !>99"
dengan !rss se!tina" area yang sangat kecil sehingga menimbulkan
tekanan yang sangat besar. dapun gambaran dan e"'* 'en&s adalah:
Eambar .4 E"'* %en&
4. Mitre %en&
Daitu pipa yang memiliki !rss se!tina" area yang besar sehingga pada
pipa yang dialiri oleh fluida akan menimbulkan tekanan yang kecil.
*etode untuk memperkirakan beberapa "sses, dipaparkan sebagai berikut:
+, (u&&en en"argement "sses. Bika !rss se!tin dari pembesaran pipa
berangsur-angsur, sangat kecil atau tidak ada e-tra "sses maka tidak teradi.
kan tetapi, ika perubahan secara tiba-tiba hasil dalm pertambahaan "sses
karena terbentuk putaran dari .et e-pan&ing dalam en"arge se!tin.
/ri!tin "sses ini bisa ditentukan dengan mengikuti aliran dalam kedua
se!tin. $erikut persamaannya:
(imana, he@ 7 fri!tin "sses !B/g"
ke@ 7 !efi!ient e-pansin "ss !)-)/+"
#) 7 kecepatan tinggi aliran dalam wilayah lebih kecil !m/s"
#+ 7 kecepatan rendah aliran !m/s" G 7 ),9
Bika aliran laminer dalam kedua se!tin, faktor G dalam persamaan menadi H.
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 9UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
10/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
0, (u&&en !ntra!tin "sses. etika !rss se!tin dari pipa berangsur-angsur
berkurang, aliran tidak dapat melewati tikungan taam, dan pertambahan
fri!tin "ss karena teradi putaran. =ntuk aliran turbulen, persamaannya
sebagai berikut:
(imana, hc 7 fri!tin "sses
!B/g"
c 7 !efi!ient !ntra!tin "ss 19,22!)-)/+"
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
11/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
IP/; J IK g/gc JI#/+Ggc J hf 7 -wp
(imana :IP/; 7 Perbedaan 'ekanan
IK g/gc 7 $eda energy potensial
I#/+Ggc 7 $eda energi kinetis
0f 7 umlah kehilangan energi akibat friksi yang teradi
-wp 7 energi yang diberikan dari luar ! power pompa"
!Duniar,+9)1"
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 11UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
12/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
BAB III
PELA"!ANAAN P%A"TI"UM
III.1 Ba/an &ang D$gunakan
). ir
III.2 Alat &ang D$gunakan
). angkaian alat fluid flow
+. Eelas ukur
. Cmber
1. &orong
2. Stopwatch
III.3 -a#barAlat
Skema angkaian lat Fluid Flow :
Eelas=kur Cmber Stopwatch
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 12UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
13/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
III.0 )ar$abel
). $ukaan 71
4 ?2
4 ?3
4 ?4
4
+. Laktu !t" 7 2 detik
. Pipa 7 $ dan C
1. Satuan 7 S
III. Pro(e'ur
). 5yalakan pompa dan buka #al#e F, tunggu hingga lau alir fluida yang
keluar dari #al#e F menadi konstan
+. emudian buka #al#e pada pipa $ yang akan dialiri fluida dengan
bukaan1
4 , dan secara bersamaan tutup #al#e pada pipa F serta #al#e
pada pipa-pipa lain yang tidak dialiri fluida !, &, (, C"
. Fluida akan mengalir melalui pipa $, lalu menuu orifice meter
1. Selanutnya, orifice meter akan beruung pada manometer raksasa, ukur
pressure drop dari penampang pipa lurus dan penampang berbagai
macam fitting, catat data pressure drop
2. 'ampung air yang keluar dalam waktu 2 detik, ukur dan catat
#olumenya
4. %akukan percobaan diatas sebanyak 2 kali.
M. =langi prosedur diatas dengan #ariabel bukaan2
4 ?3
4 dan4
4
N. %akukan prosedur diatas untuk pipa C dengan #ariabel bukaan yang
sama yaitu1
4 ?2
4 ?3
4 dan4
4
1.
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 13UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
14/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
BAB I)
HA!IL DAN PEMBAHA!AN
I).1 Tabel Ha($l Penga#atan
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
15/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
2 +999 .+ 2.1
%atarata )>9N .) 2.4
/1 2
) )>M9 . 2.2
+ )>N9 . 2.2
+999 .1 2.2
1 +)99 .2 2.4
2 ++99 .1 2.4
%atarata +929 .N 2.21
1/1 2
) +29 .2 4.>
+ +199 .2 4
+129 .M 4
1 +1N9 .M 4
2 +1>9 .M 4
%atarata +11 .4+ 2.>N
2, P$*a E
$ukaan t !s"Percobaa
n ke-
9.M 9.N
+ NM9 ) 9.M 9.N
>99 ) 9.> 9.> .+
1 >)9 ).) 9.> 9.> .+
2 >+9 ).) 9.> 9.> .
%ata
rataN>9 ).9+ 9.N+ 9.NN .)1
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 15UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
16/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
+/1 2
) ))99 ) ) 9.> .2
+ ))49 ).) ). ) .2
)+99 ).+ ). ) .M
1 )+29 ).+ ). ).) .M
2 )99 ). ).1 ).+ .M
%ata
rata)+9+ ).)4 ).+4 ).91 .4+
/1 2
) )129 ).2 ). ) 1
+ )499 ).M ). ) 1.)
)429 + ).1 ).+ 1.)
1 )MN9 + ).2 ).+ 1.+
2 )N99 + ).2 ).+ 1.+
%ata
rata)424 ).N1 ).1 ).)+ 1.+
1/1 2
) )N9 ).> ).M ).> 1.
+ )N29 ).> ).M ).> 1.1
)M49 ).> ).N ).> 1.4
1 )M>9 + ).N ).N 2
2 )MM9 + + ).N 2
%ata
rata)N99 ).>1 ).N ).N4 1.41
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 16UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
17/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
I).2 Tabel Ha($l Per/$tungan
1, P$*a B
a" 'abel Perhitungan
∆ P
ρ
$ukaan*anometer !grf/cm+" IP
!grf/cm+"
;
!gr/cm"IP/;
0iau 0itam
)/1 4.)M4 4>.>91 2.91 ) 2.91
)/+ 1.2+ M+.N>4 2N.+9N ) 2N.+9N
/1 12.>4N M2.11 49.424 ) 49.424
) 1>.++ N).+N 42.+N ) 42.+Nata-rata 1.M+1 M1.N4N 2>.+>4 ) 2>.+>4
b" 'abel Perhitungan ICp !Cnergi Potensial"
$ukaan K+ !cm" K) !cm" IK !cm"g/gc
!grf/gr "
Cp 7 IK
!g/gc"
)/1 )1> 4) NN ) NN
)/+ )1> 4) NN) NN
/1 )1> 4) NN ) NN
) )1> 4) NN ) NN
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 17UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
18/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I “FLUID FLOW”
c" 'abel Perhitungan Ck !Cnergi inetik"
$ukaan+ +.441 ) 9.99N>) )N+1M.)+41 ) >N9 ).>99
H )>9N 2 N).4 2.2M)) 4N.1>4 +.441 ) 9.99N>) +91M>.M)2> ) >N9 +.>M
Q +929 2 1)9 2.2M)) M.2>1) +.441 ) 9.99N>) ++99.NNMM ) >N9 +.M4
) +11 2 1N4.N 2.2M)) NM.M>2 +.441 ) 9.99N>) +4)+2.2>)2 ) >N9 .N>22
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 18
UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
19/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I “FLUID FLOW”
d" 'abel Perhitungan 0ead %oss, 0f !'eoritis"
$ukaan Eesekan k f 7
)4/5re
I%
!cm"# !cm/s"
gc
!cm/s+"G
(
!cm"Rft
hf teori
!cm gf/gr"R hf teori
Pipa %urus ) sch 19 9.999)2 9.999NN N)
4).9+>+
>N9 ) +.441 ) +9M.29+>
+91>.++MMClbow >9T ! ) " 9.M2 - - >N9 ) - N )).19)M
Eate N9 ) - N )1.4+2
Eate N9 ) - N )4.2M>>
Eate N9 ) - N +.M9
Eate
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
20/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I “FLUID FLOW”
$ukaan IP/; ICk ICphf
!cm gf/gr"
!-" Lp
percobaan# !cm/s"
!cm+"
;
!gr/cm"ṁ
!gr/s"
Power pompa
!cm grf/s"
Power rata
-rata
!cm grf/s"
Power pompa
!0P"
)/1 2.91 ).>99 NN +91>.++MM +)>+.)4M> 4).9+>+ 2.2M)) ) 19 M12M.)
191.4 9.99992+9N +/1 2N.+9N +.>M NN +9).244N +129.)4N2 4N.1>4 2.2M)) ) N).4 >1>N1.)
/149.424 +.M4 NN
+1M1.9N1 +4+2.12MM M.2>1) 2.2M)) ) 1)9 )9M41M.M
) 42.+N .N>22 NN +>1).+2>> 9>N.121 NM.M>2 2.2M)) ) 1N4.N )29N)N.1
f" 'abel Perhitungan 0f dengan Cffisiensi Pompa 42O
$ukaan IP/; ICk ICpPower pompa
!cm grf/s"Cffisiensi
Power
percobaan !gr/s"ṁ Lp percobaan R hf percobaan
)/1 2.91 ).>99 NN
)944+4>.24
9.42
)4191)1.>1
19 1N+1.M2 14N).N9M>
)/+ 2N.+9N +.>M NN 9.42 N).4 1+>N.MN 1)29.)MN)
/1 49.424 +.M4 NN 9.42 1)9 199).9) N1>.2>)1
) 42.+N .N>22 NN 9.42 1N4.N 4>.M> +)+.4)2N
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 20
UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
21/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
2, P$*a E
a" 'abel Perhitungan∆ P ρ
$ukaan*anometer !grf/cm+"
IP
!grf/cm+"
;
!gr/cm"IP/;
uning $iru =ngu 0itam
)/1 ).NM+ )).>4N )).)2+ 1+.M91 )>.>+1 ) )>.>+1
+/1 )2.MM4 )1.)11 )M.)4 1>.++ +1.9M+ ) +1.9M+
/1 +2.9+1 )2.++ )>.91 24.9+ +N.N+ ) +N.N+
) +4.N1 +2.+>4 +1.1N 4.)91 1.N)4 ) 1.N)4
ata-rata +9.+41 )4.44 )M.>2+ 2+.M4N +4.>)) ) +4.>))
b" 'abel Perhitungan ICp !Cnergi Potensial"
$ukaan K+ !cm" K) !cm" IK !cm"g/gc !grf/gr
"
Cp 7 IK
!g/gc"
)/1 N1 +N 24 ) 24
)/+ N1 +N 24 ) 24
/1 N1 +N 24 ) 24
) N1 +N 24 ) 24
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 21UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
22/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I “FLUID FLOW”
c" 'abel Perhitungan Ck !Cnergi inetik"
$ukaan9 2 )MN ).>2> >9.N4+4N291 ).2N ) 9.99N>) )4))+.2M1> ) >N9 1.+)+
)/+ )+9+ 2 +19.1 ).>2> )++.M)24M) ).2N ) 9.99N>) +)M4).9+N) ) >N9 M.4N+
/1 )424 2 ).+ ).>2> )4>.942N1>> ).2N ) 9.99N>) +>>N9.+2)M ) >N9 )1.2N
) )N99 2 49 ).>2> )N.M4M++N+ ).2N ) 9.99N>) +2NM.+9) ) >N9 )M.++>N
d" 'abel Perhitungan 0ead %oss, 0f !'eoritis"
$ukaan Eesekan k f 7
)4/5re
I%
!cm"# !cm/s"
gc
!cm/s+"G
(
!cm"Rft
hf teori
!cm gf/gr"R hf teori
)/1Pipa %urus ) sch 19 9.999)2
9.999>
>1
>9.N4+M>N9 ) +.441 )
+.M)>2
)N9.>)N9
Pipa %urus 9,2 sch 19 9.999)29.999>
>M+ >N9 ) ).2N )
1.219N
Clbow >9T ! ) " 9.M2 - - >N9 ) - > +N.1+M
Clbow >9T ! 9,2 " 9.M2 - - >N9 ) - N +2.+M4
ontraksi ) - 9,2 9.2M - - >N9 ) - ) ).29)NEate N9 ) - + )+.44N
Clbow 12T ! 9,2 " 9.2 - - >N9 ) - + +.>1N4
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 22
UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
23/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I “FLUID FLOW”
Ckspansi ! ) - 9,2 " 9.1+9 - - >N9 ) - ) ).MM9)
)/+
Pipa %urus ) sch 19 9.999)29.999M
11
)++.M)4
>N9 ) +.441 ).4M+N
)N2.)NNM
Pipa %urus 9,2 sch 19 9.999)29.999M
1M+ >N9 ) ).2N )
4.)+M
Clbow >9T ! ) " 9.M2 - - >N9 ) - > 2).N4)N
Clbow >9T ! 9,2 " 9.M2 - - >N9 ) - N 14.9>>1ontraksi ) - 9,2 9.2M - - >N9 ) - ) +.M>
Eate N9 ) - + +.91>M
Clbow 12T ! 9,2 " 9.2 - - >N9 ) - + 2.MN
Ckspansi ! ) - 9,2 " 9.1+9 - - >N9 ) - ) .++N4
/1
Pipa %urus ) sch 19 9.999)29.9992
1
)4>.944
>N9 ) +.441 )2.9499
+N).29+4
Pipa %urus 9,2 sch 19 9.999)29.9992
M+ >N9 ) ).2N )
N.11>9
Clbow >9T ! ) " 9.M2 - - >N9 ) - > >N.1M
Clbow >9T ! 9,2 " 9.M2 - - >N9 ) - N NM.1>>N
ontraksi ) - 9,2 9.2M - - >N9 ) - ) 2.)>>1
Eate N9 ) - + 1.M1>>
Clbow 12T ! 9,2 " 9.2 - - >N9 ) - + )9.+9N
Ckspansi ! ) - 9,2 " 9.1+9 - - >N9 ) - ) 4.)+N)
) Pipa %urus ) sch 19 9.999)2 9.9991 1 )N.M4M >N9 ) +.441 ) 2.2999 M.1)M
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 23
UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
24/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I “FLUID FLOW”
>
Pipa %urus 9,2 sch 19 9.999)29.9991
>M+ >N9 ) ).2N )
>.)NM
Clbow >9T ! ) " 9.M2 - - >N9 ) - > ))4.9))
Clbow >9T ! 9,2 " 9.M2 - - >N9 ) - N )9.MNN
ontraksi ) - 9,2 9.2M - - >N9 ) - ) 4.)19
Eate N9 ) - + 2).4N>1
Clbow 12T ! 9,2 " 9.2 - - >N9 ) - + )+.949>
Ckspansi ! ) - 9,2 " 9.1+9 - - >N9 ) - ) M.+19+
e" 'abel Perhitungan Power Pompa !'eoritis"
$ukaan
IP/; ICk ICphf
!cm gf/gr"!-" Lp
percobaan#
!cm/s"
!cm+";
!gr/cm"ṁ
!gr/s"Power pompa
!cm grf/s"
Power rata-rata
!cm grf/s"
Power pompa !hp"
)/1 )>.>+1 +.>>) 24 )N9.>)N9 +2>.N >9.N4+M ).>2> ) )MN 14+29.+NM>
+MM.1 9.999941N9)/+ +1.9M+ .2M2M 24 )N2.)NNM +4N.N41 )++.M)2M ).>2> ) +19.1 414+N.+4>+N
/1 +N.N+ .>) 24 +N).29+4 M9.+4MM )4>.942N ).>2> ) ).+ )++4+.42+
) 1.N)4 1.9M1 24 M.1)M 1+.142+ )N.M4M+ ).>2> ) 49 )224NM.12>1
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 24
UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
25/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I “FLUID FLOW”
f, 'abel Perhitungan 0f dengan Cffisiensi Pompa 42O
$ukaan IP/; ICk ICpPower pompa
!cm grf/s"Cffisiensi
Power
percobaan
ṁ
!gr/s"Lp percobaan R hf percobaan
)/1 +.) 9.N>M9 NN
>M+>>.4MM
9.42
)1>4>).N))1
)29 >>M.>12 >94.>1N1
+/1 +.2+2 ).)12M NN 9.42 )41 >)+.M22 N+).9N1
/1 +.42 ).+M91 NN 9.42 )M+ NM9.9) MMN.N9N
1/1 +.M2 ).MN>) NN 9.42 )N9 N).4+) M>.9N+)
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 25
UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
26/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
I).3 -raf$k
1, P$*a Ba"
0 1/ 4 1/ 2 3/ 4 1
250
300
350
400
450
500
340
381.6410
486.8
Bukaan Valve vs Q
Bukaan Valve vs Q
Bukaan Valve
Q (cm3/s)
$ukaan
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
27/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
b"
0 1/ 4 1/ 2 3/ 4 1
1900
2400
2900
3400
3900
4400
4900
2049.2277
2301.56682474.0384
2941.2599
4681.8079
4150.1781
3849.5914
3212.6158
Bukaan Valve vs Hf
Bukaan Valve vs Hf Percoaan Bukaan valve vs Hf !eor"
Bukaan Valve
Hf
$ukaan
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
28/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
c"
300 350 400 450 500
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
2049.22772301.5668
2474.0384
2941.2599
4681.8079
4150.1781
3849.5914
3212.6158
Q vs Hf
Q vs Hf Percoaan Q vs Hf #eor"
Q (cm3/s)
Hf
A #s 0f
2, P$*a E
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 28UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
29/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
a"
0 1/ 4 1/ 2 3/ 4 1
150
200
250
300
350
400
178
240.4
331.2
360
Bukaan Valve vs Q
Bukaan valve vs Q
Bukaan Valve
Q (cm3/s)
$ukaan
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
30/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
b"
0 1/ 4 1/ 2 3/ 4 1
0
200
400
600
800
1000
180.9180 185.1887281.5026
337.3417
906.9484821.0843
778.3808 739.0821
Bukaan Valve vs Hf
Bukaan valve vs Hf Percoaan Bukaan valve vs Hf #eor"
Bukaan valve
Hf
$ukaan
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
31/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
c"
150 200 250 300 350 400
0
200
400
600
800
1000
180.9180 185.1887
281.5026337.3417
906.9484821.0843
778.3808739.0821
Q vs Hf
Q Vs Hf Percoaan Q vs Hf !eor"
Q (cm3/s)
Hf
A #s 0f
I). 1. Pe#ba/a(an
Pada percobaan ini kami menggunakan pipa $ dan pipa C dengan empat #ariabel
bukaan #al#e yang berbeda yaitu )/N, /N, 2/N dan M/N. (alam percobaan fluid flow ini
pengamatan yang dilakukan yaitu terhadap perbedaan tekanan yang ditunukan oleh
manometer dan umlah #olume air yang keluar dari pipa dan mengukurnya dengan gelas
ukur selama 2 detik fluida mengalir, dengan empat kali percobaan untuk masing-masing
bukaan #al#e. Seluruh perhitungan dalam percobaan ini menggunakan satuan S.
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 31UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
32/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
Pada pipa $ hasil yang diperoleh antara lain saat bukaan )/N diperoleh debit air
sebesar +.4 cm
/s, untuk bukaan /N diperoleh debit air sebesar +41 cm
/s ,untuk bukaan 2/N diperoleh debit air sebesar +MN cm/s dan untuk bukaan M/N didapat debit air
sebesar +N>.> cm/s. Sedangkan untuk pipa C hasil yang didapat antara lain saat bukaan
)/N diperoleh debit air sebesar )29cm/s, untuk bukaan /N diperoleh debit air sebesar )41
cm/s ,untuk bukaan 2/N diperoleh debit air sebesar )M+ cm/s dan untuk bukaan M/N
didapat debit air sebesar )N9 cm/s. $erdasarkan data tersebut diketahui bahwa semakin
besar pipa dan bukaan #al#e, maka debit aliran fluida semakin besar nilainya. 0al ini
dikarenakan bahwa debit aliran suatu fluida dapat dipengaruhi oleh luas penampang pipa
dan bukaannya.
=ntuk data yang diperoleh dari grafik A !debit aliran" #ersus bukaan #al#e pada
pipa $ maupun C, diperoleh grafik yang menanak. rtinya semakin besar bukaan pada
gate #al#e maka kecepatan linier suatu fluida semakin tinggi. =ntuk data yang diperoleh
dari grafik 0f #ersus bukaan pada pipa $ maupun C, diperoleh nilai 0f percobaan auh
lebih besar daripada nilai 0f teori. Pada grafik tersebut ditunukkan bahwa semakin besar
bukaan #al#e maka head loss semakin kecil, hal ini dikarenakan bahwa gaya gesekan
yang teradi antara air yang mengalir dan pipa semakin kecil. (an untuk data pada grafik
A !debit aliran" #ersus 0f, diperoleh nilai 0f percobaan uga auh lebih besar daripada
nilai 0f teori. Pada grafik tersebut ditunukkan bahwa semakin besar debit air, maka
semakin kecil nilai 0f. 0al ini dikarenakan semakin besar tekanan yang mempengaruhimaka debit aliran air semakin besar dan menyebabkan gaya gesek dalam pipa semakin
kecil.
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 32UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
33/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
BAB )
"E!IMPULAN DAN !A%AN
). 1. "e($#*ulan
). Semakin besar bukaan #al#e, maka #olume air yang tertampung selama 2 detik
dari pipa $ dan C semakin besar.
+. Semakin besar bukaan #al#e, debit air yang mengalir dalam pipa semakin besar
dikarenakan tekanan yang ada didalam pipa pada saat air mengalir semakin besar
. Semakin besar bukaan #al#e maka semakin kecil nilai 0f, hal ini dikarenakan bahwa gaya gesekan yang teradi antara air yang mengalir dan pipa semakin kecil
1. Semakin besar A maka semakin kecil nilai 0f, hal ini dikarenakan semakin
besar tekanan yang mempengaruhi maka debit aliran air semakin besar dan
menyebabkan gaya gesek dalam pipa semakin kecil
). 2. !aran
). Pada percobaan fluid flow ini, sebaiknya praktikan memperhatikan dengan teliti,
pada saat #al#e akan dibuka dan ditutup, karena ika tidak tepat dan tepat waktu,
nilai yang didapat dalam perhitungan akan tidak sesuai.
+. Perhatikan dengan teliti untuk menghitung tinggi manometer agar tidak teradi
kesalahan dalam perhitungan dan pembuatan grafik.
. Sebaiknya sebelum praktikum diperhatikan untuk kebersihan alat fluid flow yang
akan digunakan agar hasil pengamatan yang didapat sesuai dengan yang
seharusnya.
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 33UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
34/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
DATA% PU!TA"A
nonim. +9)9. U. 'inauan PustakaV. !digilib.unila.ac.id/4NM+/)2/ )2O+9$$
O+9.pdf". (iakses pada tanggal 2 *aret +9)4 pukul +):91 L$
nonim. +9)+. UPraktikum 3perasi 'eknik imia *odul N: Fluid FlowV. Surabaya:
=P5 U
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
35/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
APPENDI
Perhitungan untuk pipa $ bukaan #al#e )/1:
). *enghitung
∆ P
ρ
ata-rata tekanan manometer hiau 7 .+)2 cm0g
ata-rata tekanan manometer hitam 7 2.292 cm0g
1 c#Hg 4 13.5 grf6c#2
(ikon#ersikan untuk rata-rata tekanan manometer hiau, sehingga nilainya menadi:
.+)2 cm0g 7 .+)2 @ ).4 7 1.M+1 grf/cm+
(ikon#ersikan untuk rata-rata tekanan manometer hiau, sehingga nilainya menadi:
2.292 cm0g 7 .M)+2 @ ).4 7 M1.N4N grf/cm+
Badi, IP rata-rata 7
43.724+74.8682
grf
cm2=¿
2>.+>4grf/cm+
(iketahui ; 7 ) gr/cm
Sehingga
∆ P
ρ 759.296
1
grf /cm2
gr /cm3 7 2>.+>4
cm. grf
gr
+. *enghitung ICp
∆ Ep=∆ Z g
gc
- *enghitung IK:
(iketahui data sebagai berbagai:
'inggi pompa ke lantai !K)" 7 4) cm
'inggi #al#e $ ke lantai !K+" 7 )1> cm
Badi, IK 7 NN cm
- 5ilai g 7 >N9 cm/s+
5ilai gc 7 >N9 cm/s+
Sehingga, ICp 7∆ Z g
gc=88cm x 980 cm/s
2
980 cm/s2 7 NN cm
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 35UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
36/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
. *enghitung ICk
ICk 7 v
2
2 αgcv
2
2αgc
• *enghitung niai debit air yang keluar pipa !A", diketahui data:
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
37/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
5e X 1999, maka enis alirannya turbulen dengan G 7 )
Badi, ICk 7∆ v
2
2αgc 7(61.0292 cm/s)
2
2x1x980 cm/s2 7 ).>99 cm.gf/gr
1. *engitung k diketahui data sebagai berikut:
a" Pipa lurus )Vsch 19 7 9.999)2
b" Clbow >9Y !)V" 7 9.M2
c" Eate
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
38/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
2. *enghitung Friction Factor
5ilai 5e pada pipa lurus bukaan )/1 7 )N+1M.))1
Badi f 7
16
!"e 716
18247.1143=¿
9.999NM4
4. *enghitung nilai 0f secara teoritis
a" Pipa lurus )V sch 19, diketahui data-data sebagai berikut:
f 7 9.99)+N ( 7 +,441 cm gc 7 >N9 cm/s+
I% 7 N) cm # 7 4).9+>+ cm/s G 7 ) !aliran turbulen"
Badi, 0f 74 f
∆ #
D
v2
2 α gc
74 x 0.00128 x
831 cm
2,664cm x
(61.0292cm
s )
2
21 (980 cm
s2 )
7 +9M.29+> cm.grf/gr
b" Clbow >9Y, diketahui data-data sebagai berikut:
k 7 9.M2 # 7 4).9+>+ cm/s gc 7 >N9 cm/s+
Badi, 0f 7 k v
2
2gc
70.75
(61.0292cm
s )
2
2(980 cm
s2 )
7 )).19)M cm.grf/gr
arena ada total N fitting elbow >9 Y pada pipa $, maka 0f dikalikan dengan
umlah fitting !Zft" elbow. Sehingga, nilai 0f menadi )).19)M cm.grf/gr
c" Eate #al#e !)V", diketahui data-data sebagai berikut:
k 7 9.)M # 7 4).9+>+ cm/s gc 7 >N9 cm/s+
Badi, 0f 7 k v
2
2gc
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 38UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
39/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
70.17
(61.0292cm
s
)2
2(980 cm
s2 )
7 9.+9 cm.grf/gr
d" 'otal 0f !Z0f" pada pipa $ bukaan #al#e )/N
Z0f 7 0f pipa lurus )V sch 19 J 0f Clbow >9Y !)V" J 0f Eate .++M4cm.grf/gr
M. *enghitung Lp percobaan, diketahui data-data sebagai berikut:
Z0f 7 +91>.++MM
cm. grf
gr ICk 7 ).>99cm. grf
gr
∆ P
ρ 7 2.91cm. grf
gr ICp 7 NNcm. grf
gr
- Lp percobaan 7
∆ P
ρ +∆ Z
g
gc Jv
2
2 αgc J Z0f
7
∆ P
ρ +¿
ICp J ICk J Z0f
7 !2.91 J NN J ).>99 J +91>.++MM"
cm. grf
gr
7 +)>+.)4M>cm. grf
gr
N. *enghitung m, diketahui data-data sebagai berikut:
# 7 4).9+>+ cm/s ; air 7 ) gr/cm
pipa )V sch 19 7 2.2M)) cm+
m=v x A x ρair
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 39UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
40/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
¿61.0292cm
s
x 5.5711 cm2 x 1
gr
cm3
¿340 gr
s
>. *enghitung power pompa percobaan, diketahui data-data sebagai berikut:
-Lp percobaan 7 +)>+.)4M>cm. grf
gr m 7 19gr
s
Power pompa percobaan 7 -Lp @ m
7 +)>+.)4M>cm. grf
gr @ 19gr
s
7 M12M.9N4
cm. grf
s
Power pompa rata-rata !dari seluruh #ariable bukaan #al#e" 7191.4
cm. grf
s
o#ersi power pompa ke dalam satuan 0orse Power !0P":
)cm. grf
s 7 9.9+N9N1 @ 9.99++914ft .l$f
s
) hp 7 229
ft .l$f
s
Sehingga power pompa 7(404.6 cm.grf s x 0.0328084 x 0.0022046
ft. l$f
s )550
¿5.3208 x 10−5 %P
)9. *enghitung nilai 0f percobaan, diketahui data-data sebagai berikut:
∆ P
ρ 7 2.91cm. grf
gr
Power pompa rata-rata 7 )944+4>.24
cm. grf
s
ICk 7 ).>99
cm. grf
gr Cffisiensi pompa 7 42O 7 9.42
Praktikum Operasi Teknik Kimia I 40UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
8/17/2019 Lapres Fluid Flow
41/41
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK I
“FLUID FLOW”
ICp 7 NN
cm. grf
gr m 7 19
gr
s
Power pompa percobaan 7
Po&er pompa rata−rata Effisiensi pompa
¿1066269.356
cm. grf
s
0.65
7 )4191)1.>1
cm. grf
s
Lp percobaan 7
Po&er pompa
m
¿
1640414.394 cm.grf
s
340 gr
s
7 1N+1.M2
cm. grf
gr
0f percobaan 7 Lp percobaan -
∆ P
ρ −¿
ICp - ICk
7(4824.75−53.04−88−1.9003)
cm.grf
gr
7 14N).N9M>
cm. grf
gr