analisa penurunan tekanan air pada pip a …digilib.batan.go.id/e-prosiding/file...
Post on 07-Feb-2018
217 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Prosiding Pertemuan Ilmiah Nasional Rekayasa Perangl{at NuklirSerpong, 20 Nopember 2007
ISSN 1693-3346
ANALISA PENURUNAN TEKANAN AIR PADA PIP A LENGKUNG BERSPUYERUNTUK SISTEM PENGUJIAN KEBOCORAN
OIeh: Budhy Basuki, Djuhana
ABSTRAK
Telah dilakukan sistem pengujian kebocoran dengan sebuah pipa yang dilengkungkan
dan berspuyer. Pada pipa tersebut dibuat luabng-Iubang kecil untuk menyemprotkan air.
Air dialirkan dari sebuah pompa ke pipa yang dilengkungkan, kemudian tekanan air
dalam pipa dan ujung pipa diukur dengan menggunakan manometer. Tujuan dari
penelitian ini untuk mengetahui tekanan air pada pipa yang melengkung dan diberi
lubang. Dari grafik diperoleh untuk tekanan 0,1 hingga 2 bar terjadi penurunan tekanan.
Untuk tekanan 0,1 bar dihasilkan 0 bar, sedangkan untuk tekanan 2 bar terjadi penurunan
tekanan 1,9 bar.
ABSTRACT
It has been tested a bending pipe fitted electronically and connected to the pipe some
small holes to sprinkling water. As water flowing from a pump to the bending pipe then
water pressure in the pipe and at the pipe's ends was measured using manometer.
Objectives of this research is to know the pressure drop of water in the bending pipe
having holes on it. The result for pressure 0,1 bar until 2 bar pressure drop. For pressure
0,1 bar pressure drop 0 bar. For pressure 2 bar pressure drop 1,9 bar.
1. PENDAHULUAN
Pengujian sebuah pipa yang dilengkungkan didalamnya dipasang kotak elektronik
dilakukan dengan menyemprotkan air. Dengan menyemprotkan air pada kotak elektronik
atau dikatakan pengujian simulasi curah hujan: Sistem pengujian terdiri dari sebuah pipa
yang dilengkungkan, kemudian pipa terse but dipasang lubang kecil untuk penyemprotan
air. Air di hasilkan dari sebuah pompa dialirkan ke pipa, kemudian tekanan air
nya diukur dengan menggunakan manometer dan di ujung yang lain juga diukur
tekanannya. Tujuannnya adalah untuk mengetahui penurunan tekanan air pada pipa
298
Prosiding Pertemuan IImiah Nasional Rekayasa Perangkat NuklirSerpong, 20 Nopember 2007
ISSN 1693-3346
yang dilengkungkan dan diberi lubang keluaran air. Kemudian penurunan tekanan diukur
dan juga perubahan semprotan air.
2. TEORI DASAR
Apabila sebuah fluida mengalir pada sebuah pipa, dan jika diberi lubang keluaran fluida
maka di ujung pipa akan terjadi penukaran tekanan. Dengan menggunakan persamaan
kontinuitas an tara seksi 1 dan seksi 2 [1].
Q = VIAl = VzAz (m 3/det),
dengan : Q = Debit air (m 3/det),
V = Kecepatan Air (m/det)
A = Luas Penampang (m2)
2.1 Rugi-rugi akibat pembesaran secara mendadak
Bila diameter pipa membesar secara tiba-tiba/mendadak, seperti terlihat pad a gambar
Fluida mengalami "shock" (kejutan). Hal ini menyebabkan terjadinya "eddy" dan
berakibat hilangnya sebagian energi yang disebabkan oleh naiknya turbulensi
lokal/setempat. Kehilangan energi (Head loss) dapat di evaluasi dengan menggunakan
prinsip kontinuitas, momentum dan energi. Gunakan persamaan kontinuitas pada bagian
1 dan 2. Q= VIAl = VzAz
Dengan mengabaikan gaya gesek pad a dinding, dengan menggunakan persamaan
momentum maka. Gaya luar = Laju perubahan momentum
= pvzAz(V z- V I )
299
dengan
Prosiding Pertemuan IImiah Nasional Rekayasa Perangkat NuklirSerpong, 20 Nopember 2007
p = Massa jenis air (kg/m3)
P = Tekanan (bar)
ISSN 1693-3346
~~~~ r----
~"""'~~~~~ r---~ -r---..~.--~
(a) Kekwan 'ferrodam
Gambar - 1 Pengisian dari pipa ke reservoir besar.
Jadi, seluruh energi kinetik diubah menjadi pencampuran dan turbulensi, bahkan apabila
pengosongannya bebas seperti gambar -1 seluruh energi kinetik tetap hilang.
Catatan:
Energi yang hilang tidak benar- benar hilang, ia berubah menjadi energi panas dan
menyebabkan naiknya suhu fluida dalam reservoir. Oli ( crude oil) mengalir lewat pipa
berdiameter J00 nm, pada laju 401/s. Jika pipa tiba-tiba membesar menjadi 200 nm,
estimasi rugi-rugi energi (head loss) yang di akibatkan oleh perubahan bagian secara
mendadak. Gunakan persamaan antara bagian J dan 2 ambiJah sumbu horizontal sebagai
datum (titik acuan).
2 2
A+l-hm = .E1.-+2:Lpg 2g pg 2g
Dengan (hm) rugi - rugi energi akibat pengembangan mendadak. Susun kembali
persamaan diatas diperoleh :
Substitusikan untuk PI - P2 dari (A).p
300
Prosiding Pertemuan IImiah Nasional Rekayasa Perangkat NuklirSerpong, 20 Nopember 2007
Dengan menggunakan persamaan kontinuitas,
v = Kecepatan pada pipa yang lebih keci!.
2.2 Rugi-rugi keluaran.
ISSN 1693-3346
(6.6)
(6.7)
(6.8)
Bila sebuah pipa mengisi reservoir besar, seperti terlihat pada gambar -I. Sebagian
energinya dipindahkan dan dapat di evaluasi menggunakan persamaan 6.7. Dalam hal
A2«A,hasii substitusi.
v2
hm = (I-O)2g [VI = v;v2 = 0]
a)Keluaran Terendam
b) Keluaran Bebas
3. METODOLOGI PENGUJIAN.
2g(d.p.1 K=I) (6.9)
A. Sistem Pengujian Tekanan Pipa
Sistem pengujian penurunan tekanan pada sebuah pipa yang dilengkungkan dan
diberi lubang dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Alatuknrtdm2 /~f!==J~",~ Aliukurttiwn I/ /, "'- :/ /~ ,
I / /" " "'- // / -', '\ I, « '. Fipa \\ +
_J1I'~. ~)\\ W~!!) l Pompa I
Gambar -2 Sistem pengujian drop tekanan
301
Prosiding Pertemuan I1miah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir
Serpong, 20 Nopember 2007
ISSN 1693-3346
1. Pipa bahan S5 schedule 40 lengkungan R=l meter, jumlah lubang
2. Spuyer ~ 0,5 mm, bahan, kuningan
3. Pompa air kap tekanan 0 - 5 bar, 5 liter/men it, 2800 rpm, 220 Y, 50 HZ
4. Alat ukur tekanan tabung Bourdon, kap 0 -;-5 bar, Resolusi 0, I bar
B. Metode Percobaan.
I. Jalankan pompa air.
2. Putar katup pada posisi OFF
3. Putar katup pada posisi ON secara perlahan.
4. Ukur tekanan (I) pada posisi 0, I bar
5. Baca tekanan 2.
6. Ubah tekanan dari 0, I -;-2 bar dengan kenaikan tekanan 0, I bar.
7. Amati pancaran air pada spuyer.
4. HASIL PERCOBAAN DENGAN DAN PEMBAHASAN
Hasi\ dari percobaan yang telah dilakukan dengan mengatur bukaan katup aliran aIr
kemudian mengukur tekanan air dan penurunan tekanan air dapat dilihat pad a lable
dibawah ini.
Tabell. HasH PengujianNO Tekanan (1)Tekanan (2)Pancaran air ke Spuyer
(Bar)(Bar)
I.0,1 0Kondisi air sedikit ada tekanan
20,2 0,1Kondisi ada kenaikan tekanan
30,3 0,2Kondisi air mulai ada tekanan
40,4 0,3Kondisi air sudah mulai naik
50,5 0,4Kondisi air mulai naik
60,6 0,5Kondisi air naik
70,7 0,6Kondisi air naik
80,8 0,7Kondisi air terlihat naik
90,9 0,8Kondisi air naik
101,0 0,9Kondisi air naik
II1,1 1,0Kondisi air naik
121,2 1,1Kondisi air tekanan stabil
131,3 1,2Kondisi air tekanan stabil
141,4 1,3Kondisi air stabil
151,5 1,4Tekanan air pada posisi puncak
161,6 1,5Kondisi puncak
171,7 1,6Kondisi puncak
181,8 1,7Kondisi puncak
191,9 1,8Kondisi puncak air mulai ada penurunan
202,0 1,9Kondisi puncak air mulai terlihat melemah
212,1 2,0Kondisi air mulai melemah
222,2 2,1Kondisi air melemah
302
Prosiding Pertemuan IImiah Nasional Rekayasa Perangkat NuklirSerpong, 20 Nopember 2007
ISSN 1693-3346
Dari tabel (1) hasil pengujian dapat dibuat grafik yang memuat hubungan antara tekanan
(1) terhadap penurunan tekanan (2). Kemudian dibuat juga tekanan air (1) terhadap
pancaran air pada spuyer pada tiap-tiap spuyer.
5
4.5
4
3,5
3
2,5
2
0,5·j
°0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1
- Tekanan (2) (Bar)
_ Tekanan (1) (Bar)
Gam bar grafik -1 : Hubungan tekanan (1) dengan tekanan air (2)
Gambar grafik -2 : Tekanan - Pancaran air pada spuyer.
Oari grafik dapat dilihat untuk tekanan air 0,1 bar terjadi penurunan tekanan bahkan
tekanan airnya 0 bar dan kondisi aliran air sedikit sekali, kemudian tekanan air yang
masuk dinaikan maka ada tekanan air dan terjadi semprotan air, kemudian tekanan air
dinaikan juga terjadi ada tekanan air namun terjadi penuruanan tekanan air, bahkan
sampai dengan tekanan air 2 bar maka terjadi penuruanan tekanan 1,9 bar. Penurunan
tekanan terjadi disebabkan karena lengkungan, kekasaran dan perubahan diamater pipa.
303
Prosiding Pertemuan I1miah Nasional Rekayasa Perangkat NuklirSerpong, 20 Nopember 2007
5. KESIMPULAN
ISSN 1693-3346
Dari hasil percobaan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
• Tekanan air 0,1 bar sampai dengan 2 bar maka terjadi penuruanan tekanan
• Data yang diperoleh untuk tekanan air 0,1 bar didapat penurunan tekanan 0 bar.
• Sedangkan untuk tekanan air 2 bar, maka terjadi penurunan didapat tekanan 1,9 bar.
DAFT AR PUST AKA
1. Khurmi, 2001, A Textbook Of Fluid Mechanics, S.Chand & Company LTD,
New Delhi.
2. Popov.E.P. 1990, Engineering Machinecs of Solids, Preutice Hall,
Inc, Engelwood Chiffes, New Jercey.
3. Nierman, G, 1978, Machinecs Element, Vol H, Sis 0 ed, Berlin.
4. Ernest) Doebelin, 1990 Measurement System: Application And Design,
4th Ed, McGraw-Hili Publishing Company, Singapore.
5. Sularso, 1981, Pompa dan Kompressor, Erlangga, Jakarta.
6. Karassik I.J., 1986, Pump Handbook, McGraw-Hill, New York.
304
top related