Analisa Pengaruh Variasi Sudut Sambungan Belokan(14-22)

an angle of 90 , is 74, 80 mm and 1278,899 N/m2.30 is 73, 23 mm and 907.606 N/m2. While the head losses and pressure drop is the greatest at

method as a tool by varying the bend angle is 30 , 45 , 60 , and 90 .

Vol. 2 No. 2 Juli 2012 ISSN: 2088-088X

Analisa Pengaruh Variasi Sudut Sambungan BelokanTerhadap Head Losses Aliran Pipa

Zainudin*, I Made Adi Sayoga*, I Made Nuarsa*Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mataram

Jalan Majapahit No.62 Mataram

AbstractOn the water distribution, the connection of pipe bends is typically obtained either in

industry or in housing. On the water distribution, it is often gained the lost of energy or headlosses. The amount of head losses occurring in the connection of branch pipe is influenced byseveral factors, such as: diameter, flow, viscosity, and the angle at the bend pipe connections.

This study aimed to determine the effect of variation of the connection point of the bendpipe to the head losses and pressure drop. To do it, the researcher uses an experimental

o o o o

The result shows that head losses and the small pressure drop occur in the bend angleo

o

Keywords: the connection of pipe bends, head losses, pressure drop.

Pendahuluan1.1 Latar Belakang

Setiap hari kita semua selaluberhubungan dengan fluida hampir tanpasadar. Banyak gejala alam yang indah danmenakjubkan, seperti bukit-bukit dan ngarai-ngarai yang dalam, terjadi akibat gaya-gayayang ditimbulkan oleh aliran fluida. Semuafluida mempunyai atau menunjukkan sifat-sifat atau karateristik yang penting dalamdunia rekayasa.

Penerapan pinsip-prinsip mekanikafluida dapat dijumpai pada bidang industri,transportasi maupun bidang keteknikanlainnya. Namun dalam penggunaannya selaluterjadi kerugian energi. Dengan mengetahuikerugian energi pada suatu sistem yangmemanfaatkan fluida mengalir sebagai media,akan menentukan tingkat efisiensipenggunaan energi.

Bentuk-bentuk kerugian energi padaaliran fluida antara lain dijumpai pada alirandalam pipa. Kerugian-kerugian tersebutdiakibatkan oleh adanya gesekan dengandinding, perubahan luas penampang,sambungan, katup-katup, belokan pipa,percabangan pipa dan kerugian-kerugiankhusus lainnya. Dengan mengetahuikehilangan atau kerugian energi dalam suatusistem atau instalasi perpipaan yangmemanfaatkan fluida mengalir sebagai media,efisiensi penggunaan energi dapatditingkatkan sehingga diperoleh keuntunganyang maksimal. Salah satu bagian dariinstalasi perpipaan yang dapat menyebabkankerugian-kerugian adalah gesekan padadinding pipa dan sambungan belokan pipa.

Kualitas pipa dan fitting kecuali ditentukan berdasarkan kualitas fisik berupatampilan warna, dimensi, sistim koneksi (uliratau flange) dan lain sebagainya ditentukanpula oleh head losses apabila dialiri fluida.Semakin besar head losses semakinberkurang kualitas pipa dan fitting tersebut.Kualitas fisik dapat mudah dikenali olehkonsumen, namun head losses harusdilakukan penelitian laboratoris (EdiSuhariono: 2008).

Pada pendistribusian air sambunganbelokan pipa sangat banyak ditemukan baik diindustri ataupun di perumahan. Dilihat darijenis belokannya terdapat dua jenis belokandalam sambungan pipa, yaitu sambunganbelokan patah dan sambungan belokan yangberjari-jari. Dari kedua jenis belokan tersebutyang sering dan paling banyak ditemukanadalah sambungan belokan berjari-jari.

Besarnya head losses padasambungan belokan pipa tersebutdipengaruhi oleh beberapa factor, seperti:diameter, debit, viskositas, dan sudut padasambungan belokan pipa tersebut.

1.2 Tujuan PenelitianAdpun tujuan yang ingin dicapai

dalam penelitian ini adalah:1. Mengetahui besarnya head losses

terhadap perubahan sudutsambungan belokan pipa.

2. Mengetahui perbedaan tekanan(pressure drop) dalam pipa pada tiapperubahan sudut sambungan belokanpipa.

14Vol. 2 No. 2 Juli 2012 ISSN: 2088-088X

g = gravitasi bumi (m/s )

2R �� θk = �0,131 + 1,847 � Db

3,5

Hf = f. .

g = gravitasi bumi (m/s )

Hm = k v2

V = volume (m )

Q = debit (m /s)

Q = V

A2 = Luas penampang pipa 2 (m )A1 = Luas penampang pipa 1 (m )

g = gravitasi bumi (9,82 m/s )

γ1.2 = berat jenis 1 dan 2 (N/m )

v1.2 = kecepatan di penampang 1 dan 2 (m/s )P1.2 = tekanan di penampang 1 dan 2 (N/m )

2g + z2 + H2g +

z1 =

p2γ1 + v12

γ2 + v22

(m /s)

Re = vD

2. Teori2.1 Definisi Tentang Fluida

Menurut Raswari (1986), fluida

Untuk menganalisis kedua jenis aliranini diberikan parameter tak berdimensi yangdikenal dengan nama bilangan Reynolds

merupakan suatu zat/bahan yang dalamkeadaan setimbang tak dapat menahan gayaatau tegangan geser (shear force). Dapat puladidefinisikan sebagai zat yang dapat mengalir

(White. 1986) sebagai berikut :

υDengan: Re = bilangan Reynolds

(1)

bila ada perbedaan tekanan dan atau tinggi.Suatu sifat dasar fluida nyata, yaitu tahananterhadap aliran yang diukur sebagai tegangangeser yang terjadi pada bidang geser yangdikenai tegangan tersebut adalah viskositasatau kekentalan/kerapatan zat fluida tersebut.

Fluida dapat didefinisikan sebagaisuatu zat mampu alir dan dapatmenyesuaikan bentuk dengan bentuk wadahyang ditempatinya, serta apabila diberikantegangan geser, betapapun kecilnya akanmenyebabkan fluida tersebut bergerak danberubah bentuk secara terus-menerus selamategangan tersebut bekerja (White, 1986).

Dengan pengertian diatas maka fluidadapat dibedakan atas zat cair dan gas.Dimana kedua zat ini pun berbeda secarateknis akibat gaya kohesif. Zat cair cenderungmempertahankan volumenya dan akanmembutuhkan permukaan bebas dalammedan gravitasi. Aliran muka bebas sangatdipenuhi efek gravitasi sedangkan zat gasakan memuai dengan bebas sampai tertahanoleh dinding yang membatasinya. Gastersebut akan membentuk atmosfir yang padahakekatnya akan bersifat hidrostatik.

2.2 Aliran Laminar dan TurbulenBeberapa tahun yang lalu, Osborne

Reynolds telah melakukan beberapapercobaan untuk menentukan kriteria aliranlaminar dan turbulen. Reynolds menemukanbahwa aliran selalu menjadi laminar, jikakecepatan alirannya diturunkan sedemikianrupa sehingga bilangan Reynolds lebih kecildari 2300 (Re < 2300). Begitupula dikatakanalirannya turbulen, pada saat bilanganReynolds lebih besar dari 4000 (Re > 4000).Dan jika bilangan Reynolds berada diantara2300 dan 4000 (2300 < Re <4000) makaaliran tersebut adalah aliran yang beradapada daerah transisi.

v = kecepatan fluida (m/s)D = diameter pipa (m)υ = viskositas kinematika fluida

2

2.3 Persamaan BernauliHukum Bernoulli menjelaskan tentang

konsep dasar aliran fluida (zat cair dan gas)bahwa peningkatan kecepatan pada suatualiran zat cair atau gas, akan mengakibatkanpenurunan tekanan pada zat cair atau gastersebut. Artinya, akan terdapat penurunanenergi potensial pada aliran fluida tersebut.

Konsep dasar ini berlaku pada fluidaaliran termampatkan (compressible flow), jugapada fluida dengan aliran tak-termampatkan(incompressible-flow). Hukum Bernoullisebetulnya dapat dikatakan sebagai bentukkhusus dari konsep dalam mekanika fluidasecara umum, yang dikenal dalam persamaanBernoulli. Secara matematis persamaanbernauli adalah sebagai berikut.

p 1 (2)

Dimana :2

2

z1.2 = tinggi pada permukaan 1 dan 2 (m)3

2

2.4 Persamaan KontinuitasPersamaan kontinuitas menyatakan

hubungan antara kecepatan fluida yangmasuk pada suatu pipa terhadap kecepatanfluida yang keluar. Hubungan tersebutdinyatakan dengan:Q = A1v1 = A2v2 (3)

Dimana:2

2

v1 = Kecepatan fluida pada pipa 1 (m/s)v2 = Kecepatan fluida pada pipa 2 (m/s)

Debit adalah besaran yangmenyatakan volume fluida yang mengalir tiapsatuan waktu:

t (4)

Gambar 1. Skema aliran dalam pipaSumber : Streeter,(1988)

Dimana:3

15Vol. 2 No. 2 Juli 2012 ISSN: 2088-088X

3

k = 0,946 sin2 θ2 + 2,047

sin4

θ

f= 64

t = waktu (s)

2.5 Head LossesHead losses adalah head atau

kerugian-kerugian dalam aliran pipa yangterdiri atas mayor losses dan minor losses.(Sularso, 2000).H = Hf + Hm (5)

Dimana:H = head losses (m)Hf = mayor losses (m)Hm= minor losses (m)

2.5.1 Mayor LossesKerugian mayor adalah kehilangan

tekanan akibat gesekan aliran fluida padasistem aliran dengan luas penampang tetapatau konstan. Aliran fluida yang melalui pipaakan selalu mengalami kerugian head. Hal inidisebabkan oleh gesekan yang terjadi antarafluida dengan dinding pipa atau perubahankecepatan yang dialami oleh fluida.

Kerugian head akibat dari gesekandapat dihitung dengan menggunakanPersamaan Darcy – Weisbach yaitu:L v2 (6)D 2gDimana:Hf = head mayor (m)L = panjang pipa (m)D = diameter pipa (m)v = kecepatan (m/s)

2

f = factor gesek (didapat dari diagram mody)Diagram mody telah digunakan untuk

menyelesaikan permasalahan aliran fluidadalam pipa dengan menggunakan faktorgesekan pipa (f) dari rumus Darcy –Weisbach. Untuk aliran laminar dimanabilangan Reynold kurang dari 2300(Re<2300), factor gesekan pada persamaan2.6 dihubungkan dengan bilangan Reynold,

katup-katup, sambungan Tee, sambunganbelokan, dan pada luas penampang yangtidak konstan. Pada aliran yang melewatibelokan dan katup head loss minor yangterjadi dapat dihitung dengan rumusan Darcy– Weisbach (White, 1988) yaitu:

2g (8)

Dimana :Hm = head minor (m)v = kecepatan (m/s)

2

k = koefisien kerugian pada fiting

2.5.3 Koefisien kerugian pada belokanpipaAda dua macam belokan pipa yaitu

belokan lengkung dan belokan patah. Untukbelokan lengkung sering dipakai rumus Fullerdimana k pada persamaan 2.8 dinyatakansebagai berikut (Sularso, Haruo Tahara:2000). 0,5 (9)90 �Dimana :Db = Diameter dalam belokan (m)R = Jari-jari lengkung sumbu belokan (m)θ = sudut belokan (derajat)k = koefisien kerugian

Hubungan di atas di lihatkan dalamgambar 2.

dengan rumus:

Re (7)

Untuk aliran turbulen dimana bilanganReynold lebih besar dari 4000 (Re>4000),maka fungsional dari factor gesekan (f) padapersamaan 2.6 tergantung pada bilanganReynold dan kekasaran relatif, f = ǿ (Re, ε/D).nilai ε untuk pipa PVC adalah 0.0015-0.007mm (engineering.toolbox.com)

2.5.2 Minor LossesKerugian minor adalah kehilangan

tekanan akibat gesekan yang terjadi pada

Gambar 2. koefisien kerugian pada belokan(Sularso, Haruo Tahara, 2000)

Dari percobaan Weisbach dihasilkanrumus yang umum dipakai untuk belokanpatah sebagai berikut (Sularso, HaruoTahara: 2000).

16Vol. 2 No. 2 Juli 2012 ISSN: 2088-088X

Di

mana:θ = sudut belokan (derajat)

digunakan untuk membuat belokan 90 .




sambungan belokan 45 .

pA − PB = h2γ2 + h3γ3 − h1γ1

γ1,2 = berat jenis fluida 1 dan 2 (N/m )

patm = tekanan atmosfer (N/m )pA = tekanan di titik A (N/m )

g = gravitasi (m/s )ρ = massa jenis fluida (kg/m )Δp= pressure drop (N/m )

k = koefisien kerugian 2 (10)

Gambar 3. Bentuk belokan patah pipa(Sularso, Haruo Tahara: 2000)

2.6 Pressure DropPressure drop adalah istilah yang

digunakan untuk menggambarkan penurunantekanan dari satu titik di dalam pipa ataualiaran air. "Penurunan Tekanan" adalah hasildari gaya gesek pada fluida seperti yangmengalir melalui tabung. Gaya gesekdisebabkan oleh resistensi terhadap aliran.Faktor utama yang mempengaruhi resistensiterhadap aliran fluida adalah kecepatan fluidamelalui pipa dan viskositas fluida. Alirancairan atau gas selalu akan mengalir ke arahperlawanan sedikit (kurang tekanan). Padaaliran satu fase, pressure drop dipengaruhioleh Reynold number yang merupakan fungsidari viskositas, densitas fluida dan diameterpipa.

Secara matematis pressure droppada pipa horizontal adalah sebagai berikut:

Δp = ρ. g. Δh (11)

Dimana:2

3

2

Δh=selisih ketinggian pada manometer(m)

2.7 ManometerManometer adalah suatu alat

pengukur tekanan yang menggunakan kolomcairan untuk mengukur perbedaan tekanan

Gambar 4. Piezometer

(Bruce R. Munson, 2003)

2.7.2 Manometer Pipa U biasaManometer ini tidak banyak bedanya

dengan tabung piezometer, hanya sajamanometer ini berbentuk pipa U (U tube)dimana ujung yang satu melekat pada titikyang diukur tekanannya sedang ujung yanglain berhubungan langsung dengan udara luar(atmosfer).

Pipa U tersebut diisi dengan cairanyang berbeda dengan cairan yang mengalir didalam pipa yang akan diukur tekanannya.Misalnya berat jenis cairan di dalam pipaadalah γ1 dan berat jenis cairan di dalammanometer adalah γ2 dimana γ2 > γ1.

Gambar 5. Manometer Pipa U(Bruce R. Munson, 2003)

antara suatu titik tertentu dengan tekananatmosfer (tekanan terukur), atau perbedaan

pA = patm + h2γ2 − h1γ1 (12)

tekanan antara dua titik. Manometer yangpaling sederhana adalah piezometer,kemudian manometer pipa U, dan yang lebihrumit adalah manometer deferensial.

2.7.1 PiezometerAlat ini tidak dapat digunakan untuk

mengukur tekanan negatif, oleh karena itudikembangkan monometer denganmenggunakan pipa U agar tekanan positifatau negatif dapat terukur.

Dimana:2

2

h1 = beda tinggi fluida 1 dan 2 (m)h2 = beda tinggi fluida 2 dan atmosfer (m)

3

2.7.3 Manometer PipaU DiferensialManometer U Deferensial digunakan

untuk mengukur tekanan antara dua tempatpada satu pipa atau antara dua pipa.Manometer diferensial terdiri dari pipa U

17Vol. 2 No. 2 Juli 2012 ISSN: 2088-088X

dimana kedua ujungnya terletak pada tempatyang diukur, seperti pada Gb.6.

v(mm/s)

Q(liter/s)

γ2 = berat jenis fluida 2 (N/m )γ1 = berat jenis fluida 1 (N/m )

(N/m )p1 − p2 = beda tekanan (pressure drop)

Gambar 6 Manometer U Deferensial padadua pipa (Bruce R. Munson, 2003)

Dengan mengikuti prosedur yangdiuraikan untuk monometer sederhanapersamaan untuk perbedaan tekanan antarapipa A dan pipa B adalah:

(13)

Manometer deferensial tersebut jugadapat dipasang diatara dua penampang padasatu aliran saluran tertutup seperti tampakpada Gambar. 7.

Pipa di Belah

3. Metode Penelitianprosedur penelitian yang akan

dilakukan oleh penulis dalam rangkamengumpulkan data hingga penyelesaianmasalah dalam penelitian ini adalah sebagaiberikut :

1. Menyiapkan alat dan bahan2. Merencanakan instalasi pengujian3. Menyiapkan minimal delapan

o

4. Memotong dua belokan 45 o dengansudut masing-masing 15

o yango

5. Memotong dua belokan 45 o dengansudut masing-masing 22,5

o yango


o yango


o yango

8. Menyambung semua sudut yang telahdipotong menggunakan resin dan serat.

9. Memasang instalasi pipa (PVC) sesuaidengan yang direncanakan (gambar 8)

10. Menghubungkan instalasi pipa denganpompa dan sumber air

11. Memasang manometer diferensialsebelum dan setelah sambunganbelokan.

12. Sebelum pengambilan data instalasidioperasikan kurang lebih satu menit,hal ini dimaksudkan agar gelembung-gelembung udara yang terjebakdisepanjang saluran dapat dihilangkandan alirannya stabil.

Gambar 7. Manometer U Diferensial padasatu pipa (Bruce R. Munson, 2003)

p1 − p2 = h2γ2 − γ1(h2 − Δz)Dengan:

(14)

2

Δz = perbedaan ketinggian antara titik 1dan 2 (m)

h2 = beda tinggi tekan (m)3

3

Gambar 8. Rangkaian alat uji

13. Mengukur debit menggunakan tabungukur dalam meter kubik per satuanwaktu. Untuk mengukur debit ini,

18Vol. 2 No. 2 Juli 2012 ISSN: 2088-088X

volume air yang akan mengisi tabungukur ditentukan terlebih dahulu,

selanjutnya mencatat waktu lama air

Δp(N/m2)

H(mm)

dan sudut belokan 90 memiliki debit terkecil

pada sudut belokan 45 dan 60 memiliki debit

30o 45o 60o 90o

(N/m )(mm)(mm)(mm)

memenuhi volume tersebut.14. Mencatat perbedaan tekanan sebelum

dan setelah sambungan belokan yangterbaca pada manometer.

15. Mencatat ulang debit dan perbedaantekanan setiap perubahan sudutsambungan belokan.

4. Hasil dan Pembahasan4.1 Data Hasil Perhitungan

Berikut adalah data hasil perhitungandebit, kecepatan, bilangan Reynold, mayorlosses, minor losses, head losses, danpressure drop untuk setiap sudut sambunganbelokan yang disajikan dalam bentuk tabel.

Hasil pengujian pada diameter yang samadan panjang pipa yang sama menunjukkanbahwa debit air berbanding terbalik dengansudut sambungan belokan pipa, semakinbesar sudut sambungan belokan pipa makadebit air semakin kecil, dan sebaliknyasemakin kecil sudut sambungan belokan pipadebit air semakin besar. Hal tersebutdisebabkan karenan waktu yang diperlukanlebih lama untuk sudut belokan yang semakinbesar.

Grafik Hubungan Antara SudutBelokan Dengan Debit Air

1.25

1.2

Tabel 1 Data hasil perhitungan debit,kecepatan, dan bilangan Reynold

Debit Kecepatan Bilangan

1.15

1.1

Q (liter/s)

Belokan (Q) (v) (mm/s) Reynold 1.05(litr/s) (Re)

30o

1, 2068 1064,597 46128,4845

o1,1701 1033,424 44777,78

60o

1,1421 1007,537 43656,0990

o1,1034 973,377 42175,96

Tabel 2 Data hasil perhitungan mayor losses,minor losses, head losses, dan pressure drop

30o 45o 60o 90oSudut Belokan

Gambar 9 Grafik hubungan antara sudutbelokan dengan debit air

4.1.2 Hubungan Antara Sudut BelokanMayor Minor Head Pressure Dengan Kecepatan Air

Belo Losses Losses Losses Dropkan (Hf) (Hm) (H) (Δp)

2

30o

51,03 22,20 73,23 907,60645

o48,08 25,66 73,74 1072,625

60o

45,71 28,17 73,88 1113,88090

o42,66 32,15 74,80 1278,899

4.2 Pembahasan

Berikut adalah grafik hasil pengujiankecepatan aktual pada pengujian kecepatanair dengan variasi sudut sambungan belokan.

Grafik Hubungan Antara Sudut Belokan DenganKecepatan Air

1100

1050

4.1.1 Hubungan Antara Sudut BelokanDengan Debit AirBerikut adalah grafik hasil pengujian

debit air dengan variasi sudut sambungan

1000

950

v (mm/s)

belokan. Pengambilan data dilakukansebanyak tiga kali dan diambil nilai rata-ratanya. Hal ini ditujukan agar diperolehsebuah data tentang debit aktual dengan

900

Sudut Belokan

variasi sudut sambungan belokan.Pada gambar 9 menunjukkan sudut

belokan 30o memiliki debit rata-rata yang

paling besar yaitu 1,207 liter/s, sedangkano o

rata-rata yaitu 1,170 liter/s dan 1,142 liter/s,o

yaitu 1,103 liter/s.

Gambar 10 Grafik hubungan antara sudutbelokan dengan kecepatan air

Pada variasi sudut sambunganbelokan pipa, sudut belokan 30 o memilikikecepatan air rata-rata terbesar yaitu 1064,6mm/s, sedangkan pada sudut belokan 45 odan 60 o memiliki kecepatan air rata-rata

19Vol. 2 No. 2 Juli 2012 ISSN: 2088-088X

sebesar 1033,42 mm/s dan 1007,54 mm/s,dan sudut belokan 90

o memiliki kecepatanterkecil yaitu 973,38 mm/s.

Hasil pengujian menunjukkan bah

sudut belokan 30 yaitu 73,23 mm.

sedangkan sudut belokan 45 dan 60 nilai

wakecepatan air berbanding terbalik dengansudut sambungan belokan pipa, semakin

4.1.4 Hubungan Antara Sudut BelokanDengan Head LossesBerikut adalah grafik hasil pengujian

head losses dengan variasi sudut sambunganbelokan.

besar sudut sambungan belokan pipa makakecepatan air semakin kecil, dan sebaliknyasemakin kecil sudut sambungan belokan pipakecepatan air semakin besar. Hal tersebutdisebabkan karenan waktu yang diperlukan

7574.574

Grafik Hubungan Antara Sudut BelokanDengan Head Losses

lebih lama untuk sudut belokan yang semakinbesar.

73.573

H (mm)

4.1.3 Hubungan Antara Sudut BelokanDengan Mayor Losses dan MinorLosses

Berikut adalah grafik hasil pengujian

72.572


mayor losses dan minor losses.Gambar 12 Grafik hubungan antara sudut

60

50

40

30

20

10

0

Grafik Hubungan Antara Sudut BelokanDengan Mayor Losses dan Minor Losses

Hf (mm)

Hm (mm)

belokan dengan head losses

Pada gambar 12 hasil pengujian headlosses terbesar ditunjukkan oleh sudutsambungan belokan 90 o yaitu 74,8 mm,

o o

head losses adalah 73,74 mm dan 73,88 mm,dan nilai head losses terkecil ditunjukkan oleh

o

Hasil pengujian head lossesmenunjukkan bahwa, sudut sambunganbelokan berbanding lurus dengan head

oleh sambungan belokan 30 yaitu 51,03 mm


Gambar 11 Grafik hubungan antara sudut belokandengan mayor losses dan minor losses

Pada variasi sudut sambunganbelokan, mayor loses paling besar ditunjukan

o

dan mayor losses paling kecil ditunjukkanoleh sudut belokan 90 o yaitu 42,66 mm,sedangkan pada minor losses nilai terbesarditunjukkan oleh sudut belokan 90 o yaitu32,15 mm ` dan minor losses paling kecilditunjukkan oleh sudut belokan 30 o yaitu22,20 mm.

Hasil pengujian pada diameter yangsama dan panjang pipa yang samamenunjukkan bahwa mayor losses

losses. Semakin besar sudut sambunganbelokan pipa, nilai head losses semakinbesar. Hal ini disebabkan karena peningkatannilai minor losses lebih besar dari penurunannilai mayor losses.

4.1.5 Hubungan Antara Sudut BelokanDengan Pressure DropBerikut adalah grafik hasil pengujian

pressure drop dengan variasi sudutsambungan belokan.

Grafik Hubungan Antara Sudut BelokanDengan Pressure Drop

1500

1000

berbanding terbalik dengan sudut sambunganbelokan pipa, sedangkan minor lossesberbanding lurus dengan sambungan belokan

500 Δp (N/m2)

pipa. Pada pengujian tersebut, semakin besarsudut sambungan belokan pipa mayor lossesyang dihasilkan semakin kecil, sedangkanminor losses yang dihasilkan semakin besar

030o 45o 60o 90o

Sudut Belokan

seiring dengan naiknya sudut sambunganbelokan pipa.

Gambar 13 Grafik hubungan antara sudutbelokan dengan pressure drop

20

yaitu 1278.899 N/m , sedangkan bilangan90 pressure drop memiliki nilai paling besar

memiliki nilai paling kecil yaitu 907,606 N/m ,

belokan 30 head losses memiliki nilai paling

73.23 73.74 73.88 74.8

(mm/s)

900

950

1000

1050

1100

907.606 N/m .

1113.880 N/m , dan nilai pressure drop

nilai pressure drop pada sudut belokan 45 ,belokan 90 yaitu 1278.899 N/m , sedangkan

BilanganReynold

(mm/s)

Kecepatan(v)

Vol. 2 No. 2 Juli 2012 ISSN: 2088-088X

Grafik hubungan antara sudutsambungan belokan dengan pressure dropmenunjukkan bahwa, nilai pressure dropterbesar ditunjukkan oleh sudut sambungan

o 2

o

dan 60o

sebesar 1072.625 N/m2

dan2

terkecil ditunjukkan oleh sudut 30 o yaitu2

Hasil pengujian pressure dropmenunjukkan bahwa, sudut sambunganbelokkan berbanding lurus dengan pressuredrop. Semakinn besar sudut sambunganbelokan pipa, nilai pressure drop yangdihasilkan semakin besar. Hal ini disebabkanoleh perbedaan tinggi tekan pada sebelum

sudut sambungan belokan pipa sehinggamengakibatkan perbedaan tinggi tekananmeningkat, sedangkan mengecilnya bilanganReinold disebabkan oleh semakin besarnyasudut sambungan belokan pipa sehinggamengakibatkan kecepatan air dalam pipasemakin menurun.

4.1.7 Hubungan Head Losses danKecepatanBerikut adalah grafik hasil pengujian

perbandingan antara head losses dankecepatan dengan variasi sudut sambunganbelokan.

Grafik Hubungan Antara Head LossesDengan Kecepatan

dan setelah belokan pipa yang semakinmeningkat.

4.1.6 Hubungan Pressure Drop DenganBilangan Reynold

Berikut adalah grafik hasil pengujianperbandingan antara bilangan Reynold danpressure drop dengan variasi sudutsambungan belokan.

Head Losses (mm)

Grafik Hubungan Antara Pressure DropDengan Bilangan Reynold

4700046000450004400043000420004100040000

Re

Gambar 14 Grafik hubungan antara headlosses dan kecepatan

Pada gambar 14 menunjukkanbahwa, pada sudut yang sama yaitu sudut

o

kecil yaitu 73,23 mm, sedangkan kecepatanmemiliki nilai paling tinggi yaitu 1064,597mm/s. Dan pada sudut belokan 90 o headlosses memiliki nilai paling besar yaitu 74,80mm, sedangkan kecepatan memiliki nilai

Pressure Drop (N/m2)

Gambar 13 Grafik hubungan antara pressuredrop dan bilangan Reynold

Pada gambar 13 di atas, pada sudutyang sama yaitu sudut 30 o pressure drop

2

sedangkan bilangan Reynold memiliki nilaipaling tinggi yaitu 46128,48. Dan pada sudut

o

2

Reynold memiliki nilai paling kecil yaitu42175.96.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa,pada variasi sudut sambungan belokan pipamengakibatkan pressure drop berbandingterbalik dengan bilangan Reynold. semakin

besar nilai pressure drop maka bilanganReinold semakin kecil. Naiknya nilai pressuredrop disebabkan oleh semakin besarnya

v

mm dan 1278,899 n/m .besar terjadi pada sudut 90 yaitu 74,80

73,23 mm dan 907,606 N/m , sedangkanpaling kecil terjadi pada sudut 30 yaitu

paling kecil yaitu 973,377 mm/s.Hasil pengujian menunjukkan bahwa,

pada variasi sudut sambungan belokan pipamengakibatkan head losses berbandingterbalik dengan kecepatan. semakin besarnilai head losses maka kecepatan semakinkecil. Naiknya nilai head losses disebabkanoleh semakin besarnya sudut sambunganbelokan pipa sehingga mengakibatkan nilaiminor losses semakin besar walaupun terjadipenurunan pada mayor losses, sedangkanmengecilnya kecepatan disebabkan oleh

semakin besarnya sudut sambungan belokanpipa sehingga mengakibatkan waktunyasemakin bertambah.

5. Penutup5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang telahdilakukan dapat diambil beberapa kesimpulansebagai berikut:

21Vol. 2 No. 2 Juli 2012 ISSN: 2088-088X

1. Pemakaian variasi sudut belokanmenyebabkan perubahan pada headlosses dan pressure drop. Semakin besarsudut belokan, nilai head losses danpressure drop yang dihasilkan semakinbesar. Head losses dan pressure drop

o

2

head losses dan pressure drop palingo

2

2. Berdasarkan perhitungan data hasilpengujian yang telah dilakukan,pemakaian sudut belokan yang semakinbesar menyebabkan hubungan kecepatanair berbanding terbalik dengan headlosses. Semakin kecil kecepatan yangdihasilkan, nilai head losses semakinbesar.

5.2 SaranAdapun saran yang diberikan dalam

penelitian ini adalah:1. Hendaknya alat penelitian lebih

disempurnakan lagi untuk mendapatkanketepatan pengukuran, terutama padapemasangan manometer perlu ketelitian.

2. Hendaknya penelitian ini dikembangkanlebih lanjut, misalnya dengan fluida yangberbeda dan dengan variasi materialpenyusun pipa yang digunakan.

Daftar Pustaka

Efriandi, Rohman. 2004. Pengaruh JumlahSaluran Distribusi Terhadap TotalKerugian Head Pada Instalasi PompaSentrifugal. Unram, Mataram

Haruo Tahara, Sularso, 2000. Pompa danKompresor. Penerbit PT. PradnyaPramita, Jakarta.

Jack B. event. 1987. Fundamentals of FluidsMechanics. McGraw Hill. New York

M. White, Frank dan Hariandja, Manahan.1988. Mekanika Fluida (terjemahan).Erlangga, Jakarta.

Mody, L. F., Friction Factors for Pipe Flow.Transaction of the ASME, vol. 66, 1944

Muttaqin, Muhammad. 2004. Analisa KinerjaInstalasi Pompa Sentrifugal UntukMemenuhi Kebutuhan Air di PdamPraya Lombok Tengah. Unram,mataram.

Raswari. 1986. Teknologi dan PerencanaanSistem Perpipaan. Penerbit UniversitasIndonesia, Jakarta.

Streeter, Victor L. dan Prijono, Arko 1988.Mekanika Fluida (terjemahan).Erlangga, Jakarta.

Suhariono, Edi. 2008. Analisa Head Lossesdan Koefisien Gesek Pada Pipa.Kalimantan Scientiae.

www.engineering.toolbox.com

22

Analisa Pengaruh Variasi Sudut Sambungan Belokan(14-22)

Documents