laporan praktikum fluida
TRANSCRIPT
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pada saat ini pembangunan gedung-gedung bertingkat banyak dijumpai,
begitupun dengan yang lebih lama ataupun baru dibangun. Didalam bangunan
gedung bertingkat diperlukan suatu ilmu dan teknologi terapan, contohnya dalam
pembangunan instalasi-instalasi penting dalam gedung bertingkat mulai dari
instalasi listrik sampai instalasi saran air bersih. Didalam pembuatan sarana
instalasi air bersih diperlukan system perpipaan untuk dialirkan bagi keperluan di
dalam gedung.
Alat yang mempunyai peranan penting dalam pendistribusian adalah pompa.
Pompa digunakan untuk menghisap dari tempat penyimpanan atau pengambilan
dari sumber air untuk dialirkan sehingga dapat digunakan. Pengunaan pompa air
mempunyai kemampuan yang lebih yaitu megabaikan ketinggian gendung. Akan
tetapi penggunaan pompa harus disesuaikan dengan spesifikasi yang tertera pada
pompa yang dingunakan, karena setiap jenis pompa mempunyai data-data tentang
head ataupun discharge yang dihasilkan.
Contoh pompa yang mudah pengoperasiannya dengan menggunakan system
instalasi sederhana adalah pompa sentrifugal. Maka untuk mengenal bagaimana
pompa sentrifugal dan cara pengoperasiannya, kita perlu mengandakan percobaan
yang nantinya dari hasil percobaan tersebut kita akan mengetahui lebih banyak
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 1
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
tentang hal-hal yang berkaitan yang berkaitan dengan pompa ( khususnya pada
pompa sentrifugal ).
Latar belakang diadakannya praktikum mesin fluida adalah :
Agar mahasiswa mampu menerapkan ilmu yang didapat dari bangku kuliah
khususnya yang berkaitan dengan performance characteristics dari pompa
dan turbin.
Agar mahasiswa mengetahui peralatan dan prinsip kerja dari pompa dan
turbin.
1.2. Tujuan Percobaan
Tujuan pokok diadakanya praktikum mesin fluida adalah :
Agar mahasiswa dapat membuat performance dari pompa dan turbin air
yang ditunjukkan dengan kurva characteristic.
Agar mahasiswa dapat mengevaluasi sekaligus memberikan kesimpulan dari
performance characteristic pompa dan turbin air yang dibuat.
1.3. Batasan Masalah
Untuk lebih mudah dalam percobaan tersebut kita perlu membatasi
masalah yang perlu meliputi :
a. Untuk percobaan pompa
Pengukuran kapasitas
Kecepatan aliran dalam pompa
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 2
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Reynold Number
Head Pompa
Daya motor listrik
Daya poros electromotor
Daya poros pompa
Daya efektif pompa
Efisiensi pompa
Putaran poros pompa
b. Untuk percobaan Turbin
Head Turbin
Water Power
Brake Power
Overall Effisiensi
1.4. Metodologi
Untuk mencapai maksud tersebut diatas maka perlu diatur sebagai
berikut :
a. Untuk percobaan pompa.
Putaran dibuat putaran rendah sampai dengan tinggi.
Pembebanan dibuat dari kapasitas nol sampai dengan maksimum.
Selanjutnya dari hasil percobaan dibuat tabel-tabel sehingga
menghasilkan grafik characteristic dari pompa antara lain :
1. H : f (Q)
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 3
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
2. N : f (Q)
3. : f (Q)
4. Isoeffisiensi
b. Untuk percobaan turbin air
Head dibuat rendah sampai dengan tinggi.
Pembebanan dibuat dari beban rendah sampai dengan maksimum.
Selanjutnya dari hasil percobaan dibuat table-tabel sehingga
menghasilkan grafik-grafik characteristic dari turbin air antara lain:
1. Q : f (n)
2. N : f (n)
3. : f (n)
1.5. Sistematika Laporan
BAB 1 :Pendahuluan
1.1 Latar belakang
1.2 Tujuan percobaan
1.3 Metodologi
1.4 Sistematika laporan
BAB 2 :Landasan Teori
2.1 Pompa
2.2 turbin air
BAB 3 :Percobaan
3.1 Percobaan pompa centrifugal
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 4
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
3.2 percobaan turbi air
BAB 4 : Analisa Hasil Percobaan
Membahas tentang analisa perhitungan berdasarkan data yang
didapat dari percobaan.
BAB 5 : Kesimpulan
Berisi kata penutup dan memberikan kesimpulan berdasarkan hasil
analisa dan memberikan saran-saran untuk percobaan yang akan
datang.
DAFTAR PUSTAKA
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 5
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
BAB II
LANDASAN TEORI
Dalam bab ini akan disajikan rumus-rumus dasar yang digunakan untuk
perhitungan sesuai dengan alat ukur yang dipakai dalam melakukan percobaan
pompa dan turbin
2.1. POMPA
Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan suatu cawan
dari suatu tempat ke tempat lain dengan cara menaikkan tekanan cairan tersebut.
Kenaikan cairan tersebut digunakan untuk mengatasi hambatan-hambatan
pengaliran, hambatan tersebut dapat berupa perbedaan tekanan, perbedaan
ketinggian atau hambatan geser.
Secara umum pompa dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu :
1. Pompa kerja positif (positive displacement pump)
Pada pompa kerja positif, kenaikan tekanan cairan di dalam pompa
disebabkan oleh pengecilan volume ruangan yang ditempati cairan tersebut.
Adanya elemen yang bergerak dalam ruangan tersebut, menyebabkan volume
ruangan akan membesar atau mengecil sesuai dengan gerakan elemen tersebut.
2. Pompa kerja dinamis (non positive displacement pump)
Pada pompa ini, energi penggerak dari luar diberikan kepada poros
yang kemudian digunakan untuk menggerakkan baling-baling yang disebut
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 6
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
impeller, impeller memutar cairan yang masuk ke dalam pompa. Sehingga
mengakibatkan tekanan dan energi kinetic cairan bertambah, cairan akan
terlempar keluar akibat gaya sentrifugal yang ditimbulkan gerakan impeller.
Cairan yang keluar dari impeller ditampung oleh saluran berbentuk volut
(spiral) dikelilingi impeller dan didasalurkan keluar pompa melalui diffuser di
dalam diffuser sebagian energi kecepatan akan diubah menjadi energi tekanan.
Dalam percobaan ini pompa yang digunakan adalah pompa centrifugal
dengan instalasi seperti gambar di bawah ini :
Gambar 2.1. Skema Instalasi
Keterangan gambar :
a. Pompa centrifugal
b. Motor penggerak
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 7
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
c. pipa suction
d. Gate valve
e. Bak penampung air
f. Manometer suction
g. Manometer discharge
h. Pipa discharge
i. Manometer pipa ‘U’
j. Orrifice flow meter
k. Gate valve
2.1.1. Pengukuran Kapasitas
a. Mengukur kapasitas aliran menggunakan alat Orifice Flow Meter yang
dipasang pada sisi tekan
Gambar 2.2. Pipa Orifice
Rumus Kapasitas
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 8
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Dimana :
Q = Kapasitas aliran (m2/dt)
Ko = Flow koefisien, table A-22
= Perbandingan diameter lubang =
d = 4,1 cm = 0,041 m
D = 8,2 cm = 0,082 m
= = 0,5
D = Diameter dalam pipa
d = Diameter lubang orifice
= Berat jenis air raksa (kg/m3)
= Berat jenis fluida (kg/m3)
h = Perbedaan fungsi kolom air raksa (m)
g = Gaya gravitasi
= 9,8 m/s2
Perbedaan fungsi kolom air raksa (h) dapat dihitung sebagai berikut :
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 9
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Gambar 2.3. Kolom Air Raksa
Karena yang diukur dalam percobaan adalah ho dan hx, maka tinggi h
adalah merupakan selisih antara ho dan hx dikalikan dua atau dapat ditulis sebagai
berikut :
H = (ho-hx).2
Dimana :
ho = Tinggi mula-mula
hx = Tinggi raksa yang diukur dalam percobaan
b. Mengatur kapasitas aliran menggunakan triqular weir / v-noth weir / θ =
30°) yang dipasang pada sisi tekan
Gambar 2.4. Trigular Weir
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 10
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Penjabaran rumus ambang segitiga V – noth weir :
Gambar 2.5. . V-notch Weir
Kecepatan air melalui ambang segitiga dari posisi atas sampai bawah tidak
sama, maka diambil bagian kecil penampang segitia denan posisi setinggi h dari
permukaan air, ada pun bentuk dari penumpang kecil tersebut adalah trapezium
tetapi karena tinggi sebesar dh ≈ 0, maka panjang sisi sejajar dianggap sama.
Dengan demikian penampang dianggap persegi panjang dengan alas b1 dan tinggi
dh.
1. Luas celah
dimana :
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 11
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
b = lebar celah
=
2. Debit melalui celah
dq = C df
dimana :
Maka
Dengan cara diintegrasikan antara h = 0 dan h = H maka didapat
debit :
Jadi debit yang sebenarnya adalah :
dimana :
Qac = Debit yang sebenarnya
Cd = Koefisien pengaliran,diambil
= 0,62
H = Tinggi ambang
G = gravitasi
= 9,8 m3/dt
Bila debit actual disederhanakan, maka akan menjadi :
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 12
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
8453.H
c. Kecepatan Aliran dalam Pipa
Kecapatan aliran disini maksudnya adalah kecepatan air dalam
pipa discharge dan kecepatan aliran dalam pipa suction.
a.Kecepatan aliran dalam pipa discharge.
Kecepatan aliran dalam pipa discharge (sisi tekan) dapat dihitung
dengan mempergunakan suatu rumus :
Q = A.Vd
dimana :
A = Luas penampang pipa (m2)
= ,
D = diameter dalam pipa discharge
Vd = Kecepatan aliran pada pipa discharge (m/dt)
Jadi,
(m/dt)
b. Kecepatan aliran dalam pipa suction.
Dengan menggunakan prinsip kontinuitas maka dapat
ditentukan kecepatan aliran dalam pipa suction.
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 13
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Qd = Qs
dimana :
Qd = Kapasitas aliran pada discharge (m3/dt) = Q
Qs = Kapasitas aliran pada suction (m3/dt)
= As.Vs
=
Ds = diameter pipa suction (m)
Vs = Kecepatan aliran pada pipa suction (m/dt)
Maka,
(m/dt)
2.1.2. Reynold Number
Reynold Number (bilangan reynold) yang terjadi pada bagian pipa
suction dan discharge dihitung sebagai berikut :
Dimana :
= Rapat massa fluida (kg/m3)
= Viscositas dinamis dari fluida (kg/m.s)
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 14
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
2.1.3. Head Pompa
Head pompa dapat dihitung dengan menggunakan persamaan
bernaully
Gambar 2.6. Instalasi Pompa
Untuk menaikkan air dari titik 1 ke titik 2 dengan referensi melalui
sumbu pompa. Maka didapat persamaan bernaulty sebagai berikut :
( Z1 negatif karena berada dibawah garis referensi )
Karena V1 sangat kecil mendekati nol maka :
Hp =
Zz + Z1 = tergantung beda ketinggian yang diambil dengan referensi
sumbu pompa titik 1 berada pada permukaan air, maka
kecepatan air dititik 1 adalah nol (V1 = 0) maka Hp pompa
menjadi :
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 15
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Hp =
Dimana :
Hp = head pompa dalam (m)
P = tekanan air pada titik 2 (discharge) dalam (N/m2)
= pressure head pada titik 2 (discharge) dalam (m)
Vd = kecepatan air pada titik 2 (discharge) dalam (m/dt)
= velocity head pada titik 2 (discharge) dalam (m)
Z2 = jarak vertical dari sumbu poros pompa sampai pada titik 2
(discharge) (m)
P = tekanan air pada titik 1 (suction) dalam (kg/m )
= pressure head pada titik 1 (suction) dalam (m)
Vs = kecepatan air pada titik 1 (suction) dalam (m/dt)
= velocity head pada titik 1 (suction) dalam (m)
Z1 = jarak vertical dari sumbu poros pompa sampai pada titik 1
(suction / permukaan air) dalam ( m )
HL = Jumlah hambatan (losses) yang terjadi disepanjang aliran dari
titik 1 sampai titik 2 dalam (m)
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 16
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
a. Pressure Head
untuk mendapatkan pressure head digunakan alat pengukur
tekanan yaitu : manometer banyak macamnya manometer, dalam
percobaan ini digunakan manometer pipa “U”
Gambar 2.7. Manometer Pipa “U”
dimana :
= Berat jenis air (kg/m3)
= Berat jenis air raksa (kg/m3)
Patm = 101.325 N/m2
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 17
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
YD = Selisih tinggi permukaan air raksa (m)
YD dapat dicari sebagai berikut :
YD = (Yo – Yx) x 2
b. Head Losses
Head Losses yang terjadi (HL) pada instalasi adalah
merupakan total head loss yang disebabkan oleh belokan-belokan dan
panjang pipa pada bagian pipa discharge maupun suction dan pada
valve.
HL = HLS + HLd
Dimana :
HLS = head loss yang disebabkan oleh belokan – belokan
katup dan panjang pada sisi isap
HLd = head loss yang disebabkan oleh belokan – belokan katup
dan juga panjang pipa pada bagian tekan
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 18
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
a. Head loss pada sisi discharge (HLd)
Head loss yang disebabkan oleh panjang pipa (HLd)
dimana :
fd = koefisien gesek pada pipa discharge
Ld = panjang pipa tekan dari pompa sampai manometer
pipa U
Dd = Diameter discharge
Vd = Kecepatan aliran dalam pipa discharge
Head Loss minor :
1. Head loss yang disebabkanoleh belokan pada sisi
discharge
dimana :
= koefisien gesek untuk belokan
n = Jumlah belokan
2. Head loss yang disebabkan katub sebanyak 1 buah (Hkd)
dimana :
= Koefisien gesek untuk katub
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 19
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
3. Head loss yang disebabkan adanya orifice (Hend)
dimana :
Kk = Faktor gesek pada orifice
Maka,
b. Head loss pada sisi suction (HLS)
Head loss mayor yang disebabkan oleh panjang pipa (HfS)
dimana :
fs = Koefisien gesek pada pipa suction
Ls = Panjang pipa suction
Ds = Diameter pada pipa suction
Vs = Kecepatan aliran pada pipa suction
1. Head loss yang disebabkan belokan
900 pada sisi suction ((Hels)
Dimana :
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 20
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
= Koefisien gesek untuk belokan
n = Jumlah belokan
2. Head loss yang disebabkan katup sebanyak 1 buah
Dimana :
=Koefisien gesek untuk katub
3. Head loos yang disebabkan adanya entrance
Dimana :
Kk = Koefisien loss untuk entrance pipa
Maka :
2.1.4. Daya Motor Listrik.
Untuk perhitungan daya motor listrik menggunakan rumus:
Ninput =
Dimana :
Ninput = Daya motor listrik (watt)
E = Tegangan phase – phase (volt)
I = Arus (ampere)
cos = 0,81 untuk motor listrik
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 21
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
2.1.5. Daya Poros Elektrometer.
Daya poros elektrometer dihitung dengan rumus Momen Puntir
yang terjadi pada poros elektometer.
Dimana:
P = Beban yang diukur dengan timbangan (kg)
L = Panjang lengan
= 29 cm
np.elm = Putaran poros elektromotor diukur dengan
Tachometer (rpm)
2.1.6. Daya Poros Pompa
Rumus yang dipergunakan untuk menghitung daya poros pompa
adalah :
Dimana :
Npp = Daya poros pompa (pk)
= Efisiensi transmisi sabuk
2.1.7. Daya Efektif Pompa.
Daya efektif pompa (Nu) dihitung denga rumus :
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 22
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
(pk)
Dimana:
Q = Kapasitas pompa (m3/s)
Berat jenis air (kg/m3)
H = Head pompa (m)
2.1.8. Efesiensi Pompa.
Efesiensi pompa yang ada dihitung dengan rumus :
2.1.9. Putaran Poros Pompa.
Rumus yang dipergunakan untuk menghitung putaran poros pompa
(npr) adalah :
Dimana :
S = elastio creep
= 0,01 – 0,02
D1 = diameter pully electromotor (mm)
D2 = diameter pully pompa (mm)
np.elm = putaran poros electromotor
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 23
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
2.1.10. Head Isap Positif Netto (NPSH)
Apabila tekanan statis suatu aliran zat cair turun sampai dibawah
tekanan uap jenuhnya pada temperatur yang bersangkutan maka akan
terjadi cavitasi. Jadi untuk menghindari terjadinya cavitasi maka harus
diusahakan agar tidak ada suatu bagianpun dari aliran didalam pompa
yang mempunyai tekanan statis yang lebih rendah dari tekanan uap jenuh
pada temperatur tersebut. Sehubungan dengan hal tersebut, maka Head
Isap Positif Netto (NPSH) yang digunakan sebagai acuan keamanan
pompa terhadap cavitasi.
Dibawah ini akan diuraikan dua macam NPSH, yaitu NPSH yang
ada pada instalasi (NPSHA) dan NPSH yang diperlukan pompa (NPSHR).
Sebagai syarat agar tidak terjadi cavitasi harga dari NPSHA harus sama
atau lebih besar dari harga NPSHR.
NPSHA NPSHR
a. NPSH Pada Sistem (NPSHA).
NPSHA yaitu head yang dimiliki oleh zat cair pada sisi isap
pompa dikurangi dengan tekanan uap jenuh zat cair ditempat
tersebut pada
temperatur yang bersangkutan. Sedikitnya ada 4 faktor yang
mempengaruhi perhitungan dari NPSHA ini, yaitu :
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 24
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Hp adalah head total permukaan zat cair yang akan dipompa
pada tekanan absolute, bila permukaan air berada pada bak
terbuka/berhubungan langsung dengan udara maka tekanannya
adalah tekanan atmosfer. Untuk zat cair yang berada ketel
pemanas atau tabung yang tertutup maka tekanannya adalah
tekanan absolute.
HZ adalah tinggi permukaan fluida/zat cair diatas atau dibawah
sumbu pompa dalam meter.
HVP adalah head total uap jenuh pada temperatur yang
bersangkutan.
Hr adalah kerugian head akibat gesekan dan turbulensi antara
permukaan fluida dengan bagian pipa isap.
Bila permukaan fluida berada diatas sumbu pompa maka HZ
bernilai positif dan bila berada dibawah sumbu pompa bernilai negatif.
Tekanan uap jenuh dan kerugian gesekan dan turbulensi selalu berharga
negatif.
Harga NPSHA dapat ditentukan dengan persamaan berikut :
Dimana :
- Pa = Tekanan diatas permukaan zat cair
- Pv = Tekanan uap jenuh
- = Massa jenis zat cair
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 25
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
- Hs = Jarak vertical antara permukaan zat cair dalam tangki ke
poros pompa
- hs = Kerugian sepanjang pipa suction
b. NPSH yang diperlukan (NPSHR).
Tekanan terendah didalam pompa biasanya terdapat disuatu
titik dekat sisi masuk sudu (impeler) pompa. Ditempat tersebut
tekanannya lebih rendah dari tekanan pada lubang isap pompa. Hal
ini disebabkan
karena kerugian head di nozle isap, kenaikan kecepatan aliran
karena tebal sudu setempat.
Jadi agar tidak terjadi penguapan zat cair maka pada lubang masuk
pompa dikurangi penurunan tekanan zat cair. Head tekanan yang besarnya
sama dengan penurunan tekanan ini disebut NPSH yang diperlukan
(NPSHR). Besarnya NPSHR berbeda untuk setiap pompa. Besarnya harga
NPSHR diketahui dari data yang diperoleh dari pabrik pembuatan pompa
tersebut, dimana besarnya tergantung dari beberapa faktor antara lain
desain impeler, kecepatan putar dan lain-lain.
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 26
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
2.2. HEAD TURBIN
Pelton turbin adalah turbin impule atau free-jet turbin. Bagian-bagian dan
instalasi turbin antara lain :
1. Nozle
2. Bucket
3. Pompa
4. V-notch
5. Spear Valve
6. Prony Brake
2.1. Head Turbin.
Dapat dihitung dengan persamaan :
Dimana :
Hm = Tekanan yang dapat dibaca pada pressure gauge.
Up = Kecepatan aliran air dalam pipa pada penampang potong
dimana pressure gauge dipasang (dihubungkan).
Z = Tinggi dari datum (datum head) dari pada pressure gauge
diatas garis horizontal nozle (center live of the nozle).
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 27
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
2.2. Water Power
Dapat dihitung dengan persamaan :
Dimana :
= Massa jenis (kg/m3)
Q = Kapasitas aliran (m3/s)
g = Gravitasi (m/s2)
H = Head turbin (m)
2.3. Brake Power
Dapat dihitung dengan persamaan :
Dimana :
T = P x l = Torsi diukur dengan break system (kg.m)
P = Beban (kg)
l = Panjang lengan (m)
n = Putaran (rpm)
2.4. Overal Efficiency dari trubin dapat dihitung dengan persamaan
t = x 100 % =
dimana :
BHP = breake horse power
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 28
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
WHP = water horse power
BAB III
PERCOBAAN
3.1. PERCOBAAN POMPA.
3.1.1. Peralatan.
Pada Percobaan dilakukan sebanyak tiga kali percobaan yang
masing-masing dicoba pada keadaan atau kondisi yang berbeda-beda.
Gambar 3.1. Skema Instalasi Pada Percobaan Pompa
Keterangan gambar (skema instalasi)
a. Pompa sentrifugal
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 29
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
b. Motor penggerak
c. Pipa suction
d. Gate valve
e. Bak penampung air
f. Manometer suction
g. Manometer discharge
h. Pipa discharge
i. Manometer pipa “U” discharge
j. Orifice flow meter
k. Gate value (absluiter discharge)
3.1.2. Data Percobaan.
Pada percobaan dilakukan sebanyak tiga kali percobaan yang
masing-masing dicoba pada keadaan atau kondisi yang berbeda-
beda.
Pipa discharge = 76,2 mm
Pipa suction = 101,6 mm
Panjang pipa discharge = 7150 mm
Panjang pipa suction = 3740 mm
Panjang lengan momen = 290 mm
Sudut V-notch = 300
Tegangan Phase = 250 V
Arus = 9,7 ampere
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 30
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Pulley h = 34 mm
Pulley g = 69.5 mm
Pulley f = 44 mm
Pulley e = 59.5 mm
Pulley d = 54 mm
Pulley c = 49.5 mm
3.1.3. Tata Cara Percobaan Pompa.
Sebelum kita melakukan percobaan terlebih dahulu kita harus
melakukan pemeriksaan pendahuluan sebagai berikut :
- pembersihan tangki Isup dan pipa Isup
- pemeriksaan sistem listrik
- pemeriksaan keseluruhan
- penanganan Absluiter tekan
- pemeriksaan minyak pelumas
- pemeriksaan dengan memutar poros pompa sekaligus arah
putarannya
Dengan melakukan pemeriksaan pendahuluan seperti diatas
diharapkan dalam pengambilan data pada suatu percobaan akan
berjalan lancar. Adapun cara melakukan percobaan dan pengambilan
data adalah sebagai berikut :
Sebelum mesin dihidupkan terlebih dahulu Absluiter discharge yang
masih dalam keadaan tartutup dibuka lima kali putaran dan Absluiter
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 31
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
suction dibuka penuh kemudian mesin dihidupkan dan setelah nesin
berjalan stabil.
Dalam keadaan ini dilakukan pencatatan tarhadap peralatan ukur
yang terpasang pada Instalasi ataupun yang tidak terpasang pada
Instalasi antara lain yaitu
- Tinggi kaki air raksa pada manometer pipa “U”
- Temperatur kaki air raksa pada Orifice Flow Meter
- Temperatur air dalam bak penampung
- Tinggi permukaan air dalam bak penampung
- Gaya (beban) yang bekerja pada motor
- Voltmeter
- Amperemeter
Setelah dilakukan pencatatan terhadap peralatan diatas maka
selanjutnya Absluiter discharge dibuka satu kali putaran setelah itu
lalu dilakukan lagi pencatatan seperti diatas.
Demikan seterusnya sampai Absluiter discharge terbuka penuh.K
emudian setelah percobaan akan diakhiri,sebelum pompa dimatikan
(dihentikan) terlebih dahulu Absluiter dischargeharus ditutup secara
perlahan – lahan sampai tutup penuh (rapat) baru setelah itu motor
penggerak dapat dimatikan.
Disini perlu diingat,jangan sekali-kali menutup Absluiter Isup
sebelum motor dimatikan.
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 32
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Seperti halnya percobaan pertama,percobaan dua dilakukan dengan
cara terlebih dahulu memesang posisi transmisi sabuk (V belt)
dengan pemasangan seperti pada gambar sebagai berikut :
Gambar 3.2. Transmisi Pulley Pompa
Data dari susunan diatas
- diameter pulley pompa (g)
- diameter pulley motor (h)
Dengan selanjutnya dapat dilakukan percobaan dengan cara seperti
pada percobaan 1 dan seterusnya percobaan ke 2 (e dihubungkan ke
f) lalu terakhir percobaan ke 3 (d dihubungkan ke c).
Catatan:
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 33
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
1. Untuk pelaksanaan percobaan hubungan antara pulley dari motor
penggerak ke pompa akan ditentukan oleh pembimbing
laboratorium.
2.Jumlah pengamatan juga akan ditentukan oleh pembimbing
laboratorium.
3.1.4. Pengambilan Data.
Pengambilan data dilakukan dengan cara :
- Mengamati tinggi air raksa pada manometer pipa u discharge dan
pada orifice flow.
- Mencatat temperatur ruangan serta temperatur air pada bak
penampung.
- Mengatur putaran poros motor dengan tachometer.
- Mencatat besarnya beban bekerja pada motor penggerak.
- Untuk setiap percobaan putaran poros motor diubah dengan jalan
merubah kedudukan belt pada transmisi pulley.
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 34
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Gambar 3.3. Letak transmisi pulley pada percobaan pompa 1
Tabel 3.1. Data hasil analisa percobaan 1 pompa sentrifugal.
Test
Manumeter Pipa
UV -
Noothnpp P Z
Absluiter Orifice Discharge
Suction Discharge Cm cm cm Rpm kg Cm
1 Bp 2,5 32 17 13 4819,8 3,240 55
2 Bp 3,5 34 16,5 13,2 4639,4 3,154 54,5
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 35
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
3 Bp 4,5 34,5 15 13,6 4442,3 3,129 54
4 Bp 5,5 34,5 14,5 13,8 4252,9 3,058 54,5
5 Bp 6,5 34 14 14 4070,5 3,021 55
6 Bp Bp 34 13,5 14,2 3945,3 2,928 55,5
Gambar 3.4. Letak transmisi pulley pada percobaan pompa 2
Tabel 3.2. Data hasil analisa percobaan 2 pompa sentrifugal
Test
Manumeter Pipa
UV -
Noothnpp P z
Absluiter Orifice Discharge
Suction Discharge Cm cm cm Rpm kg cm
1 Bp 2 23,7 13,5 3 4690,4 4,05 55,5
2 Bp 4 26,5 13 11 3814,2 3,67 55
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 36
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
3 Bp 6 31,5 12,5 13 3571,7 3,46 54,5
4 Bp 8 32,5 12 13,5 2636,8 3,21 54
5 Bp 10 33 11,5 13,7 2482,0 2,79 54.5
6 Bp Bp 33,5 11 13,8 2380,7 0,26 55
Gambar 3.5. Letak transmisi pulley pada percobaan pompa 3
Tabel 3.3. Data hasil analisa percobaan 3 pompa sentrifugal
Test
Manumeter Pipa
UV -
Noothnpp P z
Absluiter Orifice Discharge
Suction Discharge Cm cm cm rpm kg cm
1 Bp 1 24 17 7 4655,5 2,080 56,5
2 Bp 3 26,5 16,5 10,7 4531,0 2,052 55,5
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 37
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
3 Bp 5 30 16 12,7 4137,5 2,041 55
4 Bp 7 30,5 15,5 12,7 4098,6 2,026 55
5 Bp 9 30,5 15 12,9 3842,1 2,003 55,5
6 Bp Bp 30,5 14,5 13,0 3552,1 1,895 55,5
3.2. PERCOBAAN TURBIN.
Percobaan pada turbin ini dibagi atas dua kondisi kerja dan beberapa
pengamatan kemudian dikumpulkan dan ditabulasikan dalam bentuk tebel.
3.2.1. Peralatan yang digunakan.
Skema peralatan
Gambar 3.6. Skema Instalasi Turbin
Keterangan gambar :
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 38
5
4
3
21
8
7
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
1. Pompa sentrifugal
2. Pipa suction
3. Pipa discharge
4. Manometer gauge
5. Discharge supply valve
6. Beban/timbangan
7. V-notch dan bak penampung
8. Sudu turbin
3.2.2. Data Percobaan.
Data properties yang diketahui adalah sebagai berikut :
- Tegangan motor penggerak
- Arus motor
- Diameter pipa discharge
- Tinggi permukaan air pada bak penampung ke turbin
Peralatan yang digunakan :
- Mistar ukur
- Manometer gauge
- Spear value
- Tachometer
- Timbangan
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 39
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Gambar 3.7. Timbangan
3.2.3. Tata Cara Percobaan
Sebelum kita lakukan percobaan terlebih dahulu kita harus
melakukan pemeriksaan pendahuluan antara lain :
Tangki isap
Posisi alat-alat ukur
Absluiter tekan
Spear value
Prony break
Setelah keadaan awal pemeriksaan selesai selanjutnya distart dan
dilakukan pencatatan terhadap alat-alat ukur yang ada.
Catatan :
1. Untuk palaksanaan percobaan materi tugas akan ditentukan oleh
pembimbing laboratorium.
2. Jumlah pengamatan juga akan ditentukan oleh pembimbing
laboratorium.
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 40
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
3.2.4. Pengambilan Data
Tabel 3.4. Data hasil analisa percobaan turbin
TestSpear Valve Put. Poros Manometer Beban
V -
Noothz
(... X putaran) ( rpm ) ( kg/cm2 ) ( kg ) ( cm ) ( cm )
1 2 160,6 0.15 0,2 4,5 43
2 4 275,3 0.2 0,3 4,9 42,8
3 6 549,6 0.5 0,4 5,6 42,8
4 8 666,1 0.55 0,3 5,9 42,5
5 Bp 701,3 0.60 0,2 6 42,5
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 41
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
BAB IV
ANALISA DATA PERCOBAAN
4.1. Analisa Performance Pompa
Analisa dengan mengambil dari percobaan I pengamatan ke 6 dimana
posisi pipa suction dan discharge terbuka penuh. Pengambilan data percobaan
sebagai berikut :
Pipa discharge θ = 76,2 mm = 0,0762 m
Pipa suction θ = 101,6 mm = 0,1016 m
Panjang pipa discharge= 7150 mm = 7,15 m
Panjang pipa suction = 3740 mm = 3,740 m
Panjang lengan momen= 290 mm = 0,29 m
Sudut V-notch = 300
Tegangan phase = 250 volt
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 42
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Arus = 9,7 ampere
4.1.1. Kapasitas Pompa
Kapasitas aliran actual dengan menggunakan persamaan :
Qac = (m3/det)
Dimana :
θ = 30˚ ( triguar weir )
g = gravitasi
= 9,81 m/s2
cd = koefisien aliran diambil 0.62
Karena pengaturan kapasitas aliran dengan menggunakan V-notch Weir
maka,
Q = 0,62.Qac
Qac = 0,62. .tg θ.H5/2
= 0,8453 H5/2
Dimana :
H = Tinggi pada V-notch
= 14,2 cm
= 0,142 m
Maka :
Qac = 0,8453 . (0,142)5/2
= 0,8453 . (0,142)2,5
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 43
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
= 6,4 . 10-3 m3/det
4.1.2. Kecepatan Aliran
A. Kecepatan Aliran pada Pipa Suction
Rumus yang digunakan :
Vs =
Dimana :
Ds = Diameter pipa suction = 0,1016 m
maka :
Vs =
= 0,7908 m/s
B. Kecepatan Aliran pada Pipa Discharge
Rumus yang digunakan :
Vd =
Dimana :
Dd = Diameter pipa discharge = 0,0762 m
Maka :
Vd =
= 1,4 m/det
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 44
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
4.1.3. Reynold Number
Reynold number yang terjadi pada bagian pipa suction dan discharge
dihitung sebagai berikut.
Re =
Dimana :
ρ = Berat jenis air
= 996
μ = Viskositas dinamis Fluida
= 837,8 x 10-6
A. Reynold Number pada bagian Pipa Suction
Res =
=
= 95515,07
B. Reynold Number pada bagian Pipa Discharge
Red =
=
= 127353,43
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 45
Praktikum Mekanika Fluida
L1
L3
L2
Kelompok 6
4.1.4. Head Losses
Head loss yang terjadi (HL) pada instalasi adalah merupakan total head
loss yang disebabkan oleh belokan-belokan dan panjang pipa
pada bagian discharge maupun suction serta pada valve.
HL = HLS + HLD
Dimana :
HLS = Head loss yang disebabkan oleh belokan-belokan katup dan
panjang pipa pada bagian suction
HLD = Head loss yang disebabkan oleh belokan-belokan katup dan
panjang pipa pada bagian discharge
Gambar 4.1. Instalasi Pompa Pada Saluran Isap
A. Head Loss pada Pipa Suction
Hfs = fs.
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 46
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Dimana :
Fs = koefisien gesek
Ls = panjang pipa suction(dari pompa sampai ujung pipa masuk
reservoir)
= 3,74 m
Dari introduction Fluids Mechanics, diagram 8.15. Untuk galvanized iron
pipe didapat e/D = 0,0015,maka diperoleh fs = 0,021875
Maka :
Hfs = 0,021875 .
= 0,0258 m
Head loss minor :
Akibat belokan sebanyak 2 buah
Hels = n.fs
Dimana :
= Panjang equalvalent(untuk elbow 90˚ = 30)
Hels =
= 0,052 m
Akibat katub sebanyak 1 buah katub(gate valve)
Hks =
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 47
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Dimana :
= Panjang equivalent
= untuk gate valve
= 13
Akibat katup sebanyak 1 buah ( gate valve )
Hks =
= 0,0091 m
Akibat Entrance
Hens =
Dimana :
Untuk re-entrance Kk= 1
Maka :
Hens =
= 0,04 m
Jadi,total Head Loss pada pipa Suction
Hls = Hfs + Hels + Hks + Hens
= 0,0258 + 0,051 + 0,0091 + 0,04
= 0,1259 m
B. Head Loss pada Pipa Discharge
Head loss mayor yang disebabkan oleh panjang pipa
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 48
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Hfd =
Dimana :
Fd = Koefisien gesek pada pipa discharge
Ld = Panjang pipa discharge = 7,15 m
Dd = Diameter discharge = 0,0762 m
Vd = Kecepatan aliran dalam pipa discharge
Diambil dari Diktat fluids mechanics II,diagram 8.12 untuk galvanized
iron didapat e/D = 0,002, Maka didapat fd = 0,02375
Maka :
Hfd =
= 0,2236 m
Head Loss minor :
Akibat belokan sebanyak 4 buah belokan(elbow 90˚=30)
Held =
= 4 . 0,02375 . 30 .
= 0,2867 m
Akibat katup sebanyak 1 buah
=0,1234 m
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 49
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Akibat adanya orifice
Dimana :
Untuk = 0,5 Kk = 0,63
= 0,0629 m
Jadi,total Head Losses pada pipa discharge
Hld = Hfd + Held
= 0,2236 + 0,2867
= 0,5103 m
Total Head Losses pada instalasi pompa :
HLT = Hls + Hld
= 0,1259 + 0,5103
= 0,6362 m
4.1.5. Pressure Head (Tinggi Tekan)
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 50
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Dari hukum hidrostatis:
PA=PB
Dimana :
YD = Selisih tinggi air raksa
γf = Berat jenis air
= 996 kg/m3
γm = Berat jenis air raksa
= 13600 kg/m3
Patm = Tekanan di permukaan air
= 1atm
=10336 kg/m2
YD = 2(Yx – Yo)
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 51
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Dimana :
Yo = Tinggi awal air raksa pada manumeter pipa U
= 26 cm
= 0,26 m
Yx = Tinggi air raksa pada system bekerja
= 34 cm
= 0,34 m
Sehingga,
YD = 2(0,34-0,26)
= 2.0,08
= 0,16 m
P2 = 2176 + 10336
= 12512 kg/m2
4.1.6 Head Pompa
Head pompa dapat dihitung dengan menggunakan persamaan bernoully
Hp =
Dimana :
V2 = Vd = kecepatan di pipa discharge
Z1 = Jarak dari permukaan air ke poros pompa
= 88-54,8
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 52
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
= 33,2 cm
= 0,332 m)
Z2 = Jarak vertical dari poros sumbu pompa sampai pd manometer
= 84 cm
= 0,84 m
P1 = Tekanan permukaan air
= 1atm
= 10336 kg/m2
Maka :
Hp =
= 2,1847 + 0,0999 + 1,8134
= 4,0988 m
4.1.7. Daya Motor Listrik.
Daya motor listrik dapat dihitung dengan dengan menggunakan rumus :
N input =
Dimana :
N input = Daya motor listrik (watt)
E = Tegangan phase – phase
= 250 V
I = Arus
= 9,7 ampere
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 53
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
cos = 0,81 ( untuk motor listrik )
N input =
=
= 85.29 watt
4.1.8 . Daya Poros Motor Listrik
Dapat ldihitung dengan rumus momen punter yang terjadi pada poros
electrometer.
N p.m.L =
Dimana :
P = beban
= 2,928 kg
L = panjang lengan
= 29 cm
N = 3945,3 rpm
Maka :
N p.m.L =
= 4,6775 pk
4.1.9 Daya Poros Pompa
Npp = ηt . N p.m.L
Dimana :
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 54
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
ηt = efisiensi transmisi sabuk
= 0,95
Maka :
Npp = 0,95 . 4,6775
= 4,4436 pk
4.1.10 Daya efektif pompa
Nu =
Dimana :
γ = 996 kg/m3
H = Head Total Pompa
= 3,1733 m
Q = Kapasitas Pompa
= 0,0064 m3/det
Maka :
Nu =
= 0,3483 pk
4.1.11. Efisiensi Pompa
ηp =
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 55
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
=
= 7,84 %
4.1.12. Putaran poros Motor listrik
Dimana :
D1 = Diameter pulley electromotor
= 0,054 m
D2 = Diameter pully poros pompa
= 0,0495 m
S = Elastisitas creep
= 0,01 s/d 0,02
Maka :
Npeml
= 4219,57 rpm
4.1.13. NPSHA pada instalasi pompa
Harga NPSHA dapat ditentukan dengan persamaan berikut
NPSHA = HA-Hu ± Hs-hs
Dimana :
HA = adalah Head tekanan absolute pada permukaan cairan dalam
reservoir isap.
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 56
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Hu = adalah tekanan uap air yang dipompa pada temperature kerja
Pa = Patm
Pu = Puap cairan pada 30˚C
= 432,5 kg f/cm2
= 432,5 atm
Hs = Jarak vertical permukaan zat cair dengan poros pompa
= 0,525 m
Sehingga :
NPSHA= - ± Hs –Hls
=
= 9,9433-0,4305
= 9,31 m
Berikut Tabel hasil dari Percobaan Pompa Turbin Air :
Percobaan 1
Qac
(m3/det)Vs
(m/det)Vd (m/det) Res Red P2 (kg/m2) HLs (m)
0.0051 0.6342 1.1274 76596.5893 102128.7857 11968 0.0835
0.0053 0.6588 1.1713 79576.6915 106102.2554 12512 0.0901
0.0058 0.7099 1.2620 85742.9304 114323.9072 12648 0.1046
0.0060 0.7363 1.3089 88930.0972 118573.4629 12648 0.1125
0.0062 0.7632 1.3569 92187.3095 122916.4127 12512 0.1209
0.0064 0.7908 1.4058 95515.0730 127353.4307 12512 0.1298
HLd (m) Hlt (m) Hp (m) n.p.mot.list (Pk) NPP (Pk) Nu (Pk) p (%)
0.3290 0.4125 3.2878 6.3232 6.0071 0.2244 3.7350
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 57
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
0.3551 0.4452 3.8718 5.9250 5.6287 0.2745 4.8768
0.4123 0.5168 4.0913 5.6283 5.3469 0.3125 5.8452
0.4435 0.5560 4.1366 5.2661 5.0028 0.3277 6.5512
0.4766 0.5974 4.0480 4.9792 4.7303 0.3325 7.0286
0.5116 0.6414 4.0988 4.6775 4.4436 0.3488 7.8494
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 58
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Percobaan 2
Qac
(m3/det)Vs
(m/det)Vd (m/det) Res Red P2 (kg/m2) HLs (m)
0.0001 0.0162 0.0288 1959.5402 2612.7203 9710 0.0001
0.0034 0.4177 0.7425 50446.7002 67262.2670 10472 0.0362
0.0051 0.6342 1.1274 76596.5893 102128.7857 11832 0.0835
0.0056 0.6969 1.2389 84175.4549 112233.9399 12104 0.1008
0.0059 0.7230 1.2853 87327.7899 116437.0531 12240 0.1085
0.0060 0.7363 1.3089 88930.0972 118573.4629 12376 0.1125
HLd
(m)Hlt (m)
Hp (m)
n.p.mot.list (Pk)NPP
(Pk)Nu (Pk)
p (%)
0.0002 0.0003 0.6089 7.6918 7.3072 0.0011 0.0145
0.1427 0.1789 1.5574 5.6680 5.3846 0.0700 1.2999
0.3290 0.4125 3.1676 5.0040 4.7538 0.2162 4.5473
0.3973 0.4981 3.5325 3.4273 3.2559 0.2649 8.1366
0.4276 0.5361 3.7136 2.8039 2.6637 0.2889 10.8467
0.4435 0.5560 3.8769 0.2506 0.2381 0.3072 129.0063
Percobaan 3
Qac
(m3/det)Vs
(m/det)Vd (m/det) Res Red P2 (kg/m2) HLs (m)
0.0011 0.1349 0.2399 16296.5679 21728.7572 9792 0.0038
0.0032 0.3898 0.6929 47077.1860 62769.5813 10472 0.0315
0.0048 0.5982 1.0635 72253.7436 96338.3248 11424 0.0743
0.0048 0.5982 1.0635 72253.7436 96338.3248 11560 0.0743
0.0050 0.6220 1.1058 75132.0652 100176.0869 11560 0.0803
0.0051 0.6342 1.1274 76596.5893 102128.7857 11560 0.0835
HLd
(m)Hlt (m)
Hp (m)
n.p.mot.list (Pk)NPP
(Pk)Nu (Pk)
p (%)
0.0149 0.0187 0.7093 3.9210 3.7249 0.0103 0.2765
0.1243 0.1558 1.5343 3.7647 3.5765 0.0644 1.7993
0.2927 0.3670 2.7126 3.4194 3.2484 0.1746 5.3754
0.2927 0.3670 2.8553 3.3623 3.1942 0.1838 5.7542
0.3165 0.3968 2.8916 3.1161 2.9603 0.1936 6.5383
0.3290 0.4125 2.9141 2.7256 2.5893 0.1989 7.6803
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 59
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Grafik 4.1. Head Pompa
Grafik 4.2. Water Head Power
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 60
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Grafik 4.3. Effisiensi Pompa
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 61
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
4.2 Perhitungan performance Turbin Air
Dalam melakukan perhitungan dengan mengambil data percobaan pada
pengamatan ke-3, sebagai berikut :
Spear valve pada posisi 6 x Putaran
Sudut V-notch 30˚
Tekanan manometer = 0,5 kg/cm2 = 5000 kg/m2
Besar beban yang timbul = 0,4 gram = 0,0004 kg
Diameter pipa discharge = 2 inch = 0,05 m
Tabel 4.5 Data hasil percobaan Turbin Air
Pengamatan spear valve put poros Manometer BebanV-
Notch Zke- (…..x Put) (rpm) (kg/cm2) (g) (cm) (cm)1 2 160.6 0.15 0.2 4.5 432 4 275.3 0.2 0.3 4.9 42.83 6 549.6 0.5 0.4 5.6 42.84 8 666.1 0.55 0.3 5.9 42.55 Bp 701.3 0.6 0.2 6 42.5
4.2.1 Head Turbin
Dihitung dengan persamaan :
Ht =
Dimana :
Hm = Tekanan pada pressure gauge
Z = Tinggi datum (92-28=64cm=0,64m)
Up = Kecepatan aliran pada pipa discharge
Up =
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 62
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Kapasitas pompa dicari dengan rumus tinggi air pada V-notch weir,yaitu :
Qac = Cd
Dimana :
θ = Sudut dari V-notch = 30˚
H = Tinggi air pada V-notch = 5.6 cm = 0,056 m
g = gravitasi = 9,81 m3/det
Maka :
Qac = 0.62
= 0,000062584 m3/det
Luas penampang pipa
A =
=
= 1,96 . 10-3 m2
Sehingga kecepatan aliran didapat :
Up =
Besarnya tekanan pada pressure gauge :
Pg = 0,5 kg/ cm2
Besarnya tekanan dalam bentuk kolom air :
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 63
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Hm =
=
= 5,02 m
Maka :
Ht = Hm + Z +
=
= 5.4481321 m
4.2.2 Daya Air
Ni =
=
= 0.00452805 pk
4.2.3 Daya Poros Turbin
No =
Dimana :
P = beban yang dibaca pada timbangan (kg)
L = panjang lengan (cm)
N = putaran turbin (rpm)
Maka :
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 64
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
No =
= 0,000076738 pk
4.2.4 Efisiensi Turbin
ηt =
=
= 1,69 %
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 65
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Berikut Tabel hasil dari Percobaan Pompa Turbin Air :
Pengamatan Kapasitas Besar
TekananHarga tekanan
dalam Water Power Brake Power Overall
(Qac) (Up) Bentuk kolom air Efisiens
i (H)
1 0.000036227 0.018459378 1.936041464 0.000931407 0.000011212 1.203772 0.000044821 0.022838941 2.436058715 0.001450012 0.000028829 1.988213 0.000062584 0.031890097 5.448132155 0.00452805 0.000076738 1.694734 0.000071306 0.036334216 5.947155641 0.005631614 0.000069754 1.238615 0.000074366 0.037893428 6.449169572 0.006369061 0.000048960 0.76871
Grafik 4.4 Hasil Kapasitas Turbin air
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 66
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Grafik 4.5. Water Power Turbin Air
\Grafik 4.6. Brake Power Turbin Air
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 67
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Grafik 4.7. Overall Efisiensi Turbin Air
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 68
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
BAB VPENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pengamatan pada praktikum mesin fluida dapat diambil
beberapa kesimpulan yang secara teoritis dan kenyataan umum telah terjadi pada
pengamatan selama percobaan.
5.1.1 percobaan pompa sentrifugal
Dari gambar grafik percobaan pompa I dapat di ambil kesimpulan
1. Head pompa mengalami kesetabilan pada setiap pengamatan
besarnya harga head pompa di pengaruhi harga vd dan kondisi katub.
2. Daya efisiensi pompa terus mengalami peningkatan pada setiap
Pengamatan.
3. Daya efisiensi pompa terus mengalami peningkatan pada setiap
Pengamatan.
4. untuk percobaan pompa 2 dan 3 nilainya relative sama pada percobaan 1
5.1.2 Percobaan Turbin
Dari gambar grafik percobaan turbin dapat disimpulkan :
1. Harga daya air mengalami peningkatan dengan bertambahnya
poros,yang dipengaruhi oleh kapasitas turbin dan head turbin semakin
besar kapasitasnya maka daya air semakin besar.
2. Harga efisiensi turbin cenderung menurun, harga efisiensi dipengaruhi
oleh harga rugi daya dan daya air, semakin tinggi rugi daya maka
efisiensi semakin besar.
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 69
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
Analisa Grafik Turbin Air
1. Grafik Ht (m)
Dari grafik ini terlihat harga head turbin semakin meningkat seiring
dengan naiknya putaran poros.
2. Grafik ηt (%)
Dari grafik ini terlihat bahwa harga efisiensi turbin semakin meningkat
dan terus menurun seiring dengan naiknya putaran poros.
3. Grafik Ni (pk)
Dari grafik ini terlihat bahwa harga efisiensi turbin semakin meningkat
seiring dengan naiknya putaran poros
4. Grafik No (pk)
Dari grafik ini terlihat bahwa harga efisiensi turbin semakin meningkat
dan menurun seiring dengan naiknya putaran poros
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 70
Praktikum Mekanika Fluida
Kelompok 6
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur atas kehadiran Allah SWT,
atas segala limpahan rahmat-NYA kami dapat menyelesaikan tugas
laporan praktikum “ Mekanika Fluida”.
Laporan ini disusun berdasarkan pengamatan dan perhitungan
serta dilengkapi dengan teori dan literatur beserta petunjuk dari dosen
pembimbing, dan terselesaikannya laporan praktikum initidak lepas dari
bantuan semua pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini kami
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Samsul Arifin. ST, MT. Selaku Ka. Lab Fluida, serta
pembimbing praktikum
Kami menyadari bahwa laporan praktikum ini masih banyak
terdapat kekurangannya, oleh sebab itu saran dan kritik yang
membangun kami harapkan. Kami berharap laporan ini dapat
memberikan manfaat bagi semua pihak yang berkepentingan.
Surabaya, Februari 2010
Penyusun
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA Page 71