Laporan - Pengukuran Aliran Tunak Di Saluran Terbuka

Laporan Praktikum

Mesin Fluida

“Pengukuran Aliran Tunak Pada Saluran Terbuka

Dan Pengujian Karakteristik Dasar Pompa”

Oleh :

Veny Martiani

121724030

2C – TPTL

Jurusan Teknik Konversi Energi

Politeknik Negeri Bandung

2014

Pengukuran Aliran Tunak di Saluran Terbuka

I. Tujuan Percobaan

Setelah mempelajari dan melakukan pengukuran aliran tunak anda diharapkan dapat:

1. Menjelaskan tentang aliran tunak pada saluran terbuka

2. Menjelaskan cara penggunaan meter hook & point pada pengukuran aliran yang

melintasi celah

3. Menjelaskan cara penggunaan tangki volumetrik untuk pengukuran laju aliran yang

melintasi celah

4. Menghitung laju aliran yang melintasi celah

5. Menemukan faktor koreksi untuk jenis-jenis celah yang digunakan untuk melakukan

pengukuran

II. Dasar Teori

Banyaknya fluida yang melalui saluran terbuka sering diukur dengan menggunakan

suatu bendung (weir). Dengan bendung, aliran akan mengalir lewat suatu celah. Bentuk celah

biasanya berbentuk persegi empat (U), segitiga (V), atau trapezium, dan dapat dipasang pada

aliran air sesuai yang dikehendaki seperti yang terlihat pada gambar berikut

Untuk menganalisis suatu bending perlu dilakukan asumsi sebagai berikut:

Tekanan pada leher atas dan bawah sama yaitu tekanan atmosfer

Plat bending pada posisi tegak lurus dengan aliran hulu yang rata

Puncak bendung (celah) runcing dan aliran menuju puncak bendung dalam kondisi

normal

Tekanan yang hilang diabaikan pada waktu aliran menuju bendung

Saluran seragam dengan sisi hulu dan hilir bendung

Kecepatan aliran menuju bending seragam dan taka da gelombang permukaan

Jelas bahwa model matematis dengan asumsi diatas tidak menampilkan konsidi yang

nyata didalam bending. Meskipun demikian, hal ini diperbolehkan untuk perhitungan aliran

yang melintas bendung (sebagai pendekatan). Hasil yang diperoleh, kemudian dapat dirubah

agar sesuai sengan hasil yang diperoleh dari percobaan.

Rumus:

a. Celah bentuk U

1. Mencari Qteoritis : 23√2g B

2√H 3

Dengan : Q : Laju Aliran (m3/s)

B : Lebar celah

G : grafitasi (9,81 m/s2)

H : Kedalaman air (m)

2. Mencari Qaktual : Vt

3. Mencari Cd (coefficient debit)

Cd=QaktualQteori

b. Celah bentuk V

Rumus:

1. Mencari Qteoritis : 8

15√2g H

52 tg∝

Dengan : Q : Laju Aliran (m3/s)

G : grafitasi (9,81 m/s2)

H : Kedalaman air (m)

2. Mencari Qaktual : Vt

3. Mencari Cd (coefficient debit)

Cd=QaktualQteori

Pengukuran

1. Tangki volumetric

Tangki ini sudah diskala dalam liter sehingga mudah menghitung laju alirannya.

Q= volumewaktu

=Vt

(l /s)

2. Meter Hook dan Point

posisi nol: atur Hook sehingga ujung menyentuh permukaan, set angka nol skala dan

kencangkan ulir B. pengaturan dilakukan dengan mengatur ulir A sampai mendekati

permukaan bebas dan gunakan pengaturan yang halus sampai ujung Hook menyentu

air.

III. Langkah Kerja

Peralatan

Peralatan utama yang digunakan dalam pengukuran aliran tunak disaluran terbuka adalah:

1. Instalasi pengujian pompa, yaitu menggunakan pompa sentrifugal.

2. Bending bentuk V dan U

3. Meter, Hook dan Point Gauge

4. Stop watch

Persiapan

1. Pasang pompa sentrifugal

2. Hidupkan pompa dan biarkan air mengisi salauran dan jika air mulai mengalir

melewati bendung, matikan pompa, dan biarkan kelebihan air melewati bendung. Ini

merupakan level dasar celah bendung

3. Atur vernier Hook point gage ke posisi nol

Prosedur pengujian

1. Operasikan salah satu pompa dari pompa roda gigi, pompa turbin sentrifugal pada

putaran tertentu. Jika digunakan pompa aksial buka penutup masukanke pompa pada

tangki volumetric, sebelumnya isi tangki volumetric terlebih dahulu

2. Atur laju aliran (debit) air

3. Ukur debit riil dari tangki volumetric dengan mengukur jumlah volume air pada

tangki dan catat waktu yang diperlukan danga stopwatch

4. Pada waktu yang bersamaan ukur ketinggian air H dan lebar B pada bendung

5. Ukur kurang lebih 10 pengukuran dengan jumlah volume yang berbeda gunakan

katup control untuk mengaturnya

6. Dapatkan factor koreksi untuk bentuk celah yang berbeda dengan membandingkan 2

pengukuran volume yang berbeda.

IV. Data Pengukuran

Data celah bentuk U

Tabel 4.1 Data Celah Bentuk U

N

o

B

[m]

H

[m]

Pengukuran V=5 l ; dengan t= . . . [s]V [m3] H^3/2

1 2 3 4 5 Rata-rata

1 0,050,010

525,03 22,72 24,14 26,38 25,86 24,83 0,005

0,00107

6

2 0,05 0,011 20,14 21,47 21,39 23,5 24,64 22,23 0,0050,00115

4

3 0,05 0,015 18,57 18,09 19,68 20,57 20,57 19,50 0,0050,00183

7

4 0,050,016

515,28 17,5 17,25 18,28 19,27 17,52 0,005

0,00211

9

5 0,05 0,018 15,38 15,45 16,31 14,85 17,25 15,85 0,0050,00241

5

6 0,050,018

514,43 14,09 14,26 15,34 16,53 14,93 0,005

0,00251

6

7 0,050,019

512,32 14,51 13,88 15,91 14,91 14,31 0,005

0,00272

3

8 0,05 0,021 12,22 12,29 13,19 13,8 14,43 13,19 0,0050,00304

3

9 0,050,021

511,74 12,65 13,25 12,02 14,17 12,77 0,005

0,00315

3

10 0,05 0,022 11,29 11,93 11,77 12,9 12,92 12,16 0,0050,00326

3

11 0,050,023

510,55 11,43 11,84 11,99 12,03 11,57 0,005

0,00360

2

12 0,05 0,025 9,38 10,3 9,74 10,92 11,28 10,32 0,0050,00395

3

Perhitungan celah bentuk U

Qteori (Qi) Qaktual (Qa) Cd

Data No.7

=23√2g B H

32

=

23√2 (9,81 ) .0,05 .0,002723

= 0,000402 [m3/s]

Qaktual=Vt

= 5x 10−3

14,31det

=0,000350 [m3/s]

Cd=QaktualQteori

= 0,000350[m3 /s ]0,000402[m3 /s ]

= 0,8693

Tabel 4.2 Data Hasil Perhitungan Celah Bentuk U

N

o

B

[m]

H

[m]

Pengukuran V=5 l ; dengan t= . . . [s]V

[m3]H^3/2

Qa

[m3/s]

Qi

[m3/s]Cd

1 2 3 4 5Rata-

rata

10,0

5

0,010

5

25,0

3

22,7

2

24,1

4

26,3

8

25,8

624,83

0,00

5

0,00107

6

0,00020

1

0,00015

9

1,267

8

20,0

50,011

20,1

4

21,4

7

21,3

923,5

24,6

422,23

0,00

5

0,00115

4

0,00022

5

0,00017

0

1,320

5

30,0

50,015

18,5

7

18,0

9

19,6

8

20,5

7

20,5

719,50

0,00

5

0,00183

7

0,00025

6

0,00027

1

0,945

5

40,0

5

0,016

5

15,2

817,5

17,2

5

18,2

8

19,2

717,52

0,00

5

0,00211

9

0,00028

5

0,00031

3

0,912

2

50,0

50,018

15,3

8

15,4

5

16,3

1

14,8

5

17,2

515,85

0,00

5

0,00241

5

0,00031

5

0,00035

7

0,884

8

60,0

5

0,018

5

14,4

3

14,0

9

14,2

6

15,3

4

16,5

314,93

0,00

5

0,00251

6

0,00033

5

0,00037

2

0,901

4

70,0

5

0,019

5

12,3

2

14,5

1

13,8

8

15,9

1

14,9

114,31

0,00

5

0,00272

3

0,00035

0

0,00040

2

0,869

3

80,0

50,021

12,2

2

12,2

9

13,1

913,8

14,4

313,19

0,00

5

0,00304

3

0,00037

9

0,00044

9

0,843

9

90,0

5

0,021

5

11,7

4

12,6

5

13,2

5

12,0

2

14,1

712,77

0,00

5

0,00315

3

0,00039

2

0,00046

5

0,841

5

100,0

50,022

11,2

9

11,9

3

11,7

712,9

12,9

212,16

0,00

5

0,00326

3

0,00041

1

0,00048

2

0,853

3

110,0

5

0,023

5

10,5

5

11,4

3

11,8

4

11,9

9

12,0

311,57

0,00

5

0,00360

2

0,00043

2

0,00053

2

0,812

6

120,0

50,025 9,38 10,3 9,74

10,9

2

11,2

810,32

0,00

5

0,00395

3

0,00048

4

0,00058

4

0,829

8

Nilai rata-rata Cd Celah U Cd = 0,9402

Data Celah Bentuk V

Tabel 4.3 Data Celah Bentuk V

N

o

α=45

tg α

H

[m]

Pengukuran V=5 l ; dengan t= . . . [s]V [m3] H^5/2

1 2 3 4 5 Rata-rata

1

1

0,029 22,71 30,32 26,55 26,46 27,56 26,72 0,0050,000143

2

20,030

521,23 22,12 22,77 24,35 25,43 23,18 0,005

0,000162

5

30,032

518,3 15,92 20,14 21,34 22,67 19,67 0,005

0,000190

4

4 0,034 18,43 16,17 18,97 19,84 20,22 18,73 0,0050,000213

2

5 0,035 16,36 16,49 16,98 18,2 19,85 17,58 0,0050,000229

2

6 0,036 16,23 16,07 16,2 16,75 18,93 16,84 0,0050,000245

9

70,036

513,6 14,3 14,52 15,94 16,12 14,90 0,005

0,000254

5

8 0,037 13,26 14,15 15,06 14,08 15,77 11,81 0,0050,000263

3

9 0,038 11,68 13,01 13,6 14,14 14,24 13,33 0,0050,000281

5

10 0,032 19,36 20,65 20,6 23,55 22,94 21,42 0,0050,000183

2

110,031

519,12 19,91 21,4 22,93 22,58 21,19 0,005

0,000176

1

12 0,033 16,57 18,86 17,71 18,88 20,85 18,57 0,0050,000197

8

Perhitungan celah bentuk V

Qteori Qaktual Cd

Data 1

= 815

√2g H52 tg∝

=8

15√2 (9.81 )¿

= 0,000601 [m3/s]

Qaktual = Vt

= 5x 10−3

14,90det

= 0,000336

[m3/s]

Cd=QaktualQteori

=

0,000336[m3 /s ]0,000601[m3 /s ]

= 0,5582

Tabel 4.4 Data Hasil Perhitungan Celah Bentuk V

Noα=45

tg α

H

[m]

Pengukuran V=5 l ; dengan t= . . . [s]V

[m3]H^5/2

QaV

[m3/s]

Qi

[m3/s]Cd

1 2 3 4 5Rata-

rata

1

1

0,029 22,71 30,32 26,55 26,46 27,56 26,72 0,005 0,0001432 0,000187 0,000338 0,5531

2 0,0305 21,23 22,12 22,77 24,35 25,43 23,18 0,005 0,0001625 0,000216 0,000384 0,5620

3 0,0325 18,3 15,92 20,14 21,34 22,67 19,67 0,005 0,0001904 0,000254 0,000450 0,5650

4 0,034 18,43 16,17 18,97 19,84 20,22 18,73 0,005 0,0002132 0,000267 0,000504 0,5302

5 0,035 16,36 16,49 16,98 18,2 19,85 17,58 0,005 0,0002292 0,000284 0,000541 0,5255

6 0,036 16,23 16,07 16,2 16,75 18,93 16,84 0,005 0,0002459 0,000297 0,000581 0,5112

7 0,0365 13,6 14,3 14,52 15,94 16,12 14,90 0,005 0,0002545 0,000336 0,000601 0,5582

8 0,037 13,26 14,15 15,06 14,08 15,77 11,81 0,005 0,0002633 0,000423 0,000622 0,6804

9 0,038 11,68 13,01 13,6 14,14 14,24 13,33 0,005 0,0002815 0,000375 0,000665 0,5639

10 0,032 19,36 20,65 20,6 23,55 22,94 21,42 0,005 0,0001832 0,000233 0,000433 0,5394

11 0,0315 19,12 19,91 21,4 22,93 22,58 21,19 0,005 0,0001761 0,000236 0,000416 0,5672

12 0,033 16,57 18,86 17,71 18,88 20,85 18,57 0,005 0,0001978 0,000269 0,000467 0,5760

Nilai rata-rata Cd Celah V Cd = 0,5610

Pengujian Karakteristik Dasar Pompa

I. Tujuan Pembelajaran Khusus

Setelah proses pembejalarn berakhir mahasiswa memiliki pengetahuan tentang:

1. Hubungan head dan laju alir volume (debit) air yang dihasilkan oleh suatu

jenis pompa pada putaran n tertentu

2. Menggamba diagram (kurva) yang dibentuk oleh hubungan Head dan laju

alir volume

3. Menghitung Energi poros (daya) yang diberikan untuk kerja pompa Ps =

2π n60

T [ Nms =W ]4. Menghitung energi hidrolik yang dihasilkan oleh kerja pompa

Ph=ρgHQ [ Nms =W ]5. Menghitung Kecepatan spesifik nq = n.Q0.5 /H 0.75

II. Dasar Teori

Instalasi Pengujian

Similarity Laws – Hukum Kesebangunan PompaPompa menambahkan energi ke liquid sehingga liquid mampu dipindahkan dari

tempat/pressure yang lebih rendah ke tempat/pressure yang lebih tinggi. Pada pompa jenis

kinetic (berputar) energi ditambahkan dengan cara memutar liquid memakai impeller.

Flowrate/capacity pompa dapat diubah dengan mengubah speed (rpm) pompa.

Menaikkan speed impeller pompa akan ikut menaikkan flow-nya. Bayangkan kipas angin,

dengan kecepatan putar yang semakin meningkat, angin yang berhembus juga semakin

banyak. Dalam aplikasi di lapangan mengubah speed terkadang tidak praktis terutama bila

penggeraknya motor listrik karena dipengaruhi frekwensi generatornya.

Point Pertama :

Perhatikan gambar 2 impeller yang berbeda diameternya dibawah ini :

Impeller B mempunyai diameter lebih besar, maka kelilingnya pun tentu juga lebih

besar.  Sembarang titik pada bagian terluar impeller B akan menempuh jarak yang lebih

panjang daripada titik terluar impeller A.  Jika kedua impeller tersebut berputar pada rpm

yang sama maka titik terluar B akan mempunyai kecepatan yang lebih tinggi dibanding titik

terluar A ( Karena titik terluar B akan menempuh jarak yang lebih panjang tetapi jangka

waktu yang sama dengan A) .Kecepatan titik terluar impeller ini disebut Tangential Velocity,

dan dirumuskan dengan :

Dengan diketahuinya tangential velocity suatu impeller dapat dicari Head yang

dihasilkan impeller tersebut.

Jadi semakin tinggi tangential velocitynya maka Head yang dihasilkan pompa

semakin besar. Dapat dikatakan juga diffuser/bowl akan mengubah ke pressure lebih tinggi

bila tangential velocity nya impeller semakin tinggi.

Dari kedua rumus diatas maka didapat

maka, Bila ada 2 pompa yang secara geometris sama dan sebangun maka didapat

perbandingan :

Similarity Law diatas digunakan untuk memprediksi Head baru atau pressure yang

mampu dikeluarkan pompa bila ada perubahan speed N dan/atau diameter impellernya.

Point kedua

Masih dengan analogi kipas angin, pada kecepatan yang sama, baling-baling yang

besar akan menghasilkan hembusan angin yang lebih banyak dibandingkan dengan baling-

baling yang kecil. Demikian pula pada pompa, impeller yang mempunyai diameter lebih

besar akan menghasilkan flowrate/capacity yang lebih banyak.

Flowrate merupakan volume yang dapat dikirimkan pompa dalam putaran tertentu.

Jadi flowrate berbanding lurus dengan putaran pompa (n) dan juga volume yang dihasilkan

sekali putar. Volume berbanding lurus dengan r ^3 atau juga diameter^ 3

Jadi, jika ada 2 pompa sentrifugal yang secara geometris sama tetapi berbeda

impellernya, maka untuk kondisi aliran yang sebangun berlaku hukum sebagai berikut :

Dengan Q = flow rate

n = putaran pompa (rpm)

D = diameter impeller

Aplikasi  rumus diatas di lapangan adalah untuk memprediksi flowrate yang dapat

dikirim pompa bila putaran dan diameter impellernya berubah.

Point ketiga

Dengan berubahnya diameter impeller maka flowrate dan Head akan berubah. Beban

yang harus ditanggung pompa (Hydraulic Horse Power/whp) dan Motor (Brake Horse

Power/bhp) pun akan berubah.

Hydraulic Horsepower atau output pompa  atau whp adalah Tenaga yang digunakan

pompa untuk mengirimkan liquid (liquid Horsepower).

Angka konstanta 3960 diatas didapat dari besaran foot pounds untuk 1 hp (33.000)

dibagi dengan berat 1 gallon air (8,33 pounds)

Sedangkan Brake Horsepower atau input pompa atau bhp adalah horsepower actual

yang digunakan oleh penggerak (motor listrik atau engine) untuk menggerakkan pompa.

Dari similarity law pada point pertama dan kedua :

Maka bila kita masukkan Q dan H pada rumus whp/bhp (kita sebut saja P atau power)

akan didapat hubungan :

Bila kita buat perbandingan antara 2 pompa yang sebangun akan didapatkan :

Aplikasi rumus diatas di lapangan adalah untuk memprediksi horsepower pompa dan

penggeraknya bila putaran pompa dan diameter impellernya berubah.

III. Tata Tertib Operasi

Persiapan:

1. Sediakan alat tulis untuk mencatat data (lembar rekam data uji pompa)

2. Persiapkan perlengkapan uji pompa yang diperlukan termasuk stopwatch

3. Kalibrasi alat-alat ukur dan setel ulang antara lain kelengkapan ukur dinamometer,

manometer, volumetrik, kecepatan putar pompa

Operasi Pengujian:

1. Pilih pompa uji yang akan dioperasikan

Pemilihan/penentuan kecepatan operasi motor dengan cara memutar alat pengatur

(13) dan terbaca pada monitor/pemantau(14); sebelum dioperasikan lepas dulu

sabuk transmisi atau motor beroperasi tanpa beban guna menyetel dinamometer

pada kondisi seimbang

IV. Data Percobaan

Tabel 4.1 Data Hasil Eksperimen Pompa Pada n = 1000 rpm

No. Perc.Hd

[mH2O]

Hs

[mH2O]

T

Nm

V= 0.002 [m3 dalam waktu s]

1 2 3 4 5 Rata-Rata

1 2 -1,7 0,8 4,38 4,6 4,4 4,34 4,82 4,51

2 2,5 -1,6 0,84 4,42 5,31 5,13 5,55 5,51 5,18

3 3 -1,55 0,86 4,53 6,74 5,45 5,59 4,92 5,45

4 3,5 -1,4 0,86 4,43 6,58 6,05 6,81 6,15 6,00

5 4 -1,2 0,86 5,15 5,83 6,36 6,93 6,37 6,13

6 4,5 -1 0,92 5,9 6,75 6,1 8,34 7,04 6,83

7 5 -0,8 0,92 6,37 7,82 6,81 9,39 7,04 7,49

8 5,5 -0,6 0,92 6,66 7,5 8,24 8,81 7,58 7,76

9 6 -0,5 0,96 8,78 9,33 10,24 9,69 9,1 9,43

10 6,5 -0,45 0,96 8,79 10,27 11,97 10,8 11,81 10,73

11 7 -0,35 1,02 10,15 11 11,81 12,18 11,92 11,41

12 7,5 -0,3 1,03 10,78 12,04 15,41 13,34 14,26 13,17

Tabel 4.2 Data Hasil Eksperimen Pompa Pada n = 1100 rpm

No. Perc.Hd

[mH2O]

Hs

[mH2O]

T

Nm

V= 0.002 [m3 dalam waktu s]

1 2 3 4 5 Rata-Rata

1 2 -2,4 0,94 3,57 4,51 5,1 4,39 4,48 4,41

2 2,5 -2,3 0,94 3,66 4,25 4,53 4,99 5,04 4,49

3 3 -2,1 0,96 4,29 5,13 4,96 5 4,25 4,73

4 3,5 -2 0,96 4 3,11 4,6 4,62 4,92 4,25

5 4 -1,8 1 4,02 5,11 4,7 4,9 4,91 4,73

6 4,5 -1,4 1,02 4,12 5,81 5,36 5,66 5,72 5,33

7 5 -1,3 1,04 6 5,51 5,78 5,42 6,44 5,83

8 5,5 -1,2 1,04 6,73 5,67 5,7 5,75 6,63 6,10

9 6 -1 1,08 5,74 6,73 6,73 7,01 6,64 6,57

10 6,5 -0,6 1,12 6,26 7,49 7,04 7,73 7,91 7,29

11 7 -0,6 1,12 6,16 8,11 7,4 7,89 8,73 7,66

12 7,5 -0,55 1,12 7,1 8,47 8,47 8,04 8,88 8,19

Tabel 4.3 Data Hasil Eksperimen Pompa Pada n = 1200 rpm

No. Perc.Hd

[mH2O]

Hs

[mH2O]

T

Nm

V= 0.002 [m3 dalam waktu s]

1 2 3 4 5 Rata-Rata

1 2,1 -2,8 1,02 2,89 4,08 3,91 4 5,12 4,00

2 2,5 -2,55 1,02 3,86 4,2 4,12 4,06 3,92 4,03

3 3 -2,5 1,04 3,35 4,22 3,93 4,49 3,88 3,97

4 3,5 -2,3 1,05 4,43 4,3 4,52 5,35 4,53 4,63

5 4 -2,15 1,06 3,41 4,75 4,33 4,93 4,21 4,33

6 4,5 -1,7 1,1 3,86 5,01 5,01 4,77 4,73 4,68

7 5 -1,6 1,1 4,53 5,2 4,84 4,9 5,18 4,93

8 5,5 -1,5 1,14 4,68 5,66 5,13 5,31 5,68 5,29

9 6 -1,3 1,15 4,9 5,67 5,72 5,91 5,82 5,60

10 6,5 -1 1,18 5,14 6,34 6,13 6,06 6,59 6,05

11 7 -0,9 1,22 5,87 6,96 6,65 6,59 7,3 6,67

12 7,5 -0,8 1,22 5 7,86 6,48 6,89 7,43 6,73

V. Perhitungan Data

Setelah mendapatkan data hasil pengukuran pada Tabel 4.1-4.3 pada

percobaan ke-2, diketahui nilai-nilai yang didapatkan pada data percobaan no.2

yaitu:

Hd = 2,5 [mmH2O]

Hs = -1,6 [mmH2O]

T = 0,84 Nm

t = 5,18 s

V = 0,002 m3

n motor = 1000 rpm

n pompa = 2121,43

rpm

ρ = 997,1 kg/m3

g=¿9,81m/s2

Maka akan didapatkan :

a. Tinggi Tekan/ Head (H)

H = Hd-Hs

= 2,5 –(-1,6) = 4,1[mmH2O]

b. Laju Aliran/ Debit (Q)

Q = Vt

Q = (0,002m3

5,18 s)

Q = 0,00039m3/s

c. Energi Poros/ Daya Masukkan

(Ps)

Ps = ωx T

= 2πn60

x T

= 2π .1000

60 x 0,84 Nm = 87,96

Watt

d. Energi Hidrolik

PH = ρ .g .Q .H

= 997,1 kg/m3. 9,81m/s2. 0,00039m3/s. 4,1

= 15,47 Watt

e. ηPompa

ηP = P HPs

= 15,47Watt87,96Watt

= 17,589 %

f. Kecepatan Spesifik (nq)

nq = n pompa . Q0,5 / H0,75

= 2121,43rpm. (0,00039)0,5m3/s /¿3,7 )0,75

=13,15 rpm

Dengan menggunakan cara perhitungan yang sama, maka didapatkan data hasil

perhitungan sebagai berikut :

Tabel 5.1 Data Hasil Eksperimen Pompa Turbin Pada n = 1000 rpm

No

Perc.

H

[mH2O]

T

[Nm]

Q

[m3/s]

Ps

[W]

Ph

[W]

ηP (%)

(Ph/Ps)

nq

[rpm]

1 3,7 0,8 0,00044 83,78 16,06 19,166 15,23

2 4,1 0,84 0,00039 87,96 15,47 17,589 13,15

3 4,55 0,86 0,00037 90,06 16,34 18,149 11,86

4 4,9 0,86 0,00033 90,06 15,97 17,728 10,69

5 5,2 0,86 0,00033 90,06 16,60 18,433 10,12

6 5,5 0,92 0,00029 96,34 15,76 16,361 9,19

7 5,8 0,92 0,00027 96,34 15,16 15,733 8,43

8 6,1 0,92 0,00026 96,34 15,38 15,966 7,98

9 6,5 0,96 0,00021 100,53 13,49 13,416 6,90

10 6,95 0,96 0,00019 100,53 12,67 12,607 6,15

11 7,35 1,02 0,00018 106,81 12,60 11,796 5,72

12 7,8 1,03 0,00015 107,86 11,59 10,744 5,09

Tabel 5.2 Data Hasil Eksperimen Pompa Turbin Pada n = 1100 rpm

No

Perc.

H

[mH2O]

T

[Nm]

Q

[m3/s]Ps [W]

Ph

[W]ηP (Ph/Ps) nq [rpm]

1 4,4 0,94 0,00045 108,28 19,52 18,026 14,87

2 4,8 0,94 0,00045 108,28 20,90 19,297 13,80

3 5,1 0,96 0,00042 110,58 21,11 19,091 12,86

4 5,5 0,96 0,00047 110,58 25,32 22,894 12,81

5 5,8 1 0,00042 115,19 24,00 20,834 11,67

6 5,9 1,02 0,00037 117,50 21,64 18,417 10,85

7 6,3 1,04 0,00034 119,80 21,14 17,646 9,88

8 6,7 1,04 0,00033 119,80 21,50 17,948 9,23

9 7 1,08 0,0003 124,41 20,84 16,754 8,60

10 7,1 1,12 0,00027 129,01 19,06 14,776 8,08

11 7,6 1,12 0,00026 129,01 19,41 15,049 7,49

12 8,05 1,12 0,00024 129,01 19,22 14,901 6,94

Tabel 5.3 Data Hasil Eksperimen Pompa Turbin Pada n = 1200 rpm

No

Perc.

H

[mH2O]

T

[Nm]Q [m3/s]

Ps

[W]

Ph

[W]ηP (Ph/Ps) nq [rpm]

1 4,9 1,02 0,0005128,1

823,96 18,697 15,71

2 5,05 1,02 0,0005128,1

824,50 19,116 15,30

3 5,5 1,04 0,0005130,6

927,08 20,717 14,46

4 5,8 1,05 0,00043131,9

524,53 18,589 12,88

5 6,15 1,06 0,00046133,2

027,81 20,879 12,74

6 6,2 1,1 0,00043138,2

325,94 18,765 12,18

7 6,6 1,1 0,00041138,2

326,19 18,947 11,32

8 7 1,14 0,00038143,2

625,88 18,063 10,45

9 7,3 1,15 0,00036144,5

125,48 17,634 9,84

10 7,5 1,18 0,00033148,2

824,24 16,350 9,28

11 7,9 1,22 0,0003153,3

123,16 15,105 8,50

12 8,3 1,22 0,0003 153,3 24,12 15,733 8,16

1

VI. Pembahasan

Pengukuran aliran tunak pada saluran terbuka

Pada praktikum Pengukuran aliran tunak pada saluran terbuka kami

melakukan beberapa kali pengambilan data pada penampang celah V dan untuk celah

U. Dari masing-masing penampang dilakukan pengambilan data dengan cara

mengatur bukaan katup yang berbeda-beda mulai dari bukaan katup kran terbuka

penuh sampai tertutup penuh. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan karakteristik

pompa dan koefisien celah U dan Celah V sebelum melakukan praktikum terlebih

dahulu mengecek jumlah air di penampungan jika kurang maka air tidak akan

mengalir oleh karena itu harus di tambah airnya, lalu mengatur atau mengkalibrasi

torka meter dengan cara membuka v-belt nya terlebih dahulu.

Dari hasil percobaan celah pompa didapatkan data bahwa koefisien debit celah

U adalah 0,9402dan untuk nilai koefisien debit celah V adalah 0,5610. Koefisien debit

dipengaruhi oleh debit aliran secara teori dan juga aktualnya.

Pengujian karakteristik dasar pompa

Dari hasil data perhitungan didapatkan parameter-parameter yang

menunjukkan karakteristik dasar pompa yang dapat terlihat pada grafik.

1. Kurva Energi Poros terhadap Debit

0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.00060.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00f(x) = 191819620.77616 x² − 273855.483205895 x + 218.01102569719R² = 0.972061883171426

f(x) = 78148854.6533858 x² − 153888.00546711 x + 163.471492502833R² = 0.954558860912256

f(x) = 98311020.859009 x² − 136670.841646589 x + 125.633206277124R² = 0.958484185748278

Kurva Energi Poros terhadap Debit

n=1000 rpmPolynomial (n=1000 rpm)n=1100 rpmPolynomial (n=1100 rpm)n=1200 rpmPolynomial (n=1200 rpm)

Q [m3/s]

Ps [W

]

Untuk kurva debit terhadap daya poros didapatkan model kurva linier ke arah

bawah dari data percobaan. Hal ini menunjukan bahwa semakin besar debit air dari

pompa maka semakin kecil daya porosnya. Dari data kurva urutan grafik dari yang

tertinggi ke paling rendah adalah rpm 1200 lalu 1100 lalu 1000 rpm maka didapatkan

kesimpulan semakin tinggi kecepatan putarannya maka semakin tinggi daya poros

pompa.

2. Kurva Head terhadap Debit

0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.00060123456789

10

f(x) = 1710328.9403108 x² − 15661.5321981364 x + 12.6050718096972R² = 0.951903028215356f(x) = 24891737.425732 x² − 31258.9324829422 x + 14.0953764560985R² = 0.909702725289095

f(x) = 12700989.6377056 x² − 21365.3824295283 x + 10.6405237845052R² = 0.991231986350287

Kurva Head terhadap Debit

n=1000 rpmPolynomial (n=1000 rpm)n=1100 rpmPolynomial (n=1100 rpm)n=1200 rpmPolynomial (n=1200 rpm)

Q [m3/s]

H [m

H2O

]

Untuk kurva debit terhadap head kurva membentuk model polynom ke arah

bawah, yang berarti semakin besar debit air dari pompa maka headnya semakin kecil.

Dilakukan percobaan pada putaran yang berbeda-beda. Dari data kurva urutan grafik

dari yang tertinggi ke paling rendah adalah rpm 1200 lalu 1100 dan 1000 rpm maka

didapatkan kesimpulan semakin tinggi kecepatan putarannya maka semakin tinggi

nilai headnya.

3. Kurva Energi Hidrolik terhadap Debit

0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.00060.00

3.00

6.00

9.00

12.00

15.00

18.00

21.00

24.00

27.00

30.00

f(x) = − 134480979.946701 x² + 116509.766073787 x + 0.798680191049736R² = 0.393653975708371f(x) = 142.09479829666 x^0.240196344127454R² = 0.407960070911476

f(x) = − 99678707.2355174 x² + 73875.4730561433 x + 2.5926368335536R² = 0.958660841713599

Kurva Energi Hidrolik terhadap Debit

n=1000 rpmPolynomial (n=1000 rpm)n=1100 rpmPower (n=1100 rpm)n=1200 rpmPolynomial (n=1200 rpm)

Q [m3/s]

Ph [W

]

Untuk kurva debit terhadap daya fluida kurva membentuk model polynomial

keatas, yang berarti semakin besar debit air dari pompa semakin besar pula daya

hidrolik pompanya. Tetapi karena model kurva berbentuk poly maka ada masanya

pula grafik menurun kebawah sehingga tidak selalu semakin besar debit semakin

besar pula daya fluida pompa. Dari data kurva urutan grafik dari yang tertinggi ke

paling rendah adalah rpm 1200 lalu 1100 lalu 1000 maka didapatkan kesimpulan

semakin tinggi kecepatan putarannya semakin besar daya hidroliknya. Kecepatan

putar 1000 rpm adalah saat daya fluida paling cepat menunjukan penurunan daya

hidrolik pompa.

4. Kurva Efisiensi terhadap Debit

0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.00060.000

3.000

6.000

9.000

12.000

15.000

18.000

21.000

24.000

f(x) = − 104065068.96342 x² + 104685.372777182 x − 6.61694082375015R² = 0.854703839392021

f(x) = 1173.69860801841 x^0.526918412031976R² = 0.817797287472313f(x) = − 97472661.719409 x² + 85907.9974483102 x − 0.127342485395057

R² = 0.974664212156414

Kurva Efisiensi terhadap Debit

n=1000 rpmPolynomial (n=1000 rpm)n=1100 rpmPower (n=1100 rpm)n=1200 rpmPolynomial (n=1200 rpm)Polynomial (n=1200 rpm)

Q [m3/s]

η [%

]

Untuk kurva debit terhadap efisiensi kurva membentuk model poly keatas, yang

berarti semakin besar debit air dari pompa semakin besar pula efisiensi pompanya. Tetapi

karena model kurva berbentuk polynom maka ada masanya pula grafik menurun kebawah

sehingga tidak selalu semakin besar debit semakin besar pula efisiensi pompa.. Dari data

kurva urutan grafik dari yang tertinggi ke paling rendah adalah rpm 1200 lalu 1100 dan 1000

rpm maka didapatkan kesimpulan efisiensi tidak tergantung pada kecepatan putarannya. Dari

grafik dapat diketahui bahwa pada putaran 1000 rpm didapatkan efisiensi paling tinggi dari

percobaan sehingga kecepatan putaran 1000 rpm adalah kecepatan yang ideal untuk percoban

ini. Dan pada rpm 1000 adalah rpm yang paling cepat menunjukan penurunan efisiensi

VII. Kesimpulan

Dari hasil eksperimen yang dilakukan pada dua percobaan yakni

pengukuran aliran tunak pada saluran terbuka dan pengujian karakteristik dasar

pompa dapat disimpulkan bahwa :

Koefisien debit celah U adalah 0,9402

Koefisien debit celah V adalah 0,5610

Dari parameter-parameter yang telah dihitung, didapatkan karakteristik pompa

sebagai berikut :

Semakin besar debit semakin kecil nilai headnya

Semakin besar nilai rpm semakin besar headnya

Efisiensi pompa rata-rata pada putaran 1000 rpm adalah 15,641 % , pada 1100

rpm =adalah 17,969 % dan pada 1200 rpm adalah 18,216 %

Kurva debit terhadap efisiensi berbentuk polynom maka dapat diketahui

efisiensi maksimalnya

Semakin besar nilai kecepatan semakin besar nilai daya hidroliknya

Semakin besar debit semakin kecil daya porosnya, hal ini disebabkan karena

nilai torka yang semakin tinggi ketika debit semakin rendah.

Semakin besar kecepatan putarnya semakin besar nilai daya poros pompa

DAFTAR PUSTAKA

Maridjo, Drs. 1995. Petunjuk Praktikum Mesin Konversi. Bandung: Pusat

Pengembangan Politeknik,

Modul Praktikum Mesin Fluida: Pengukuran aliran tuak pada saluran terbuka &

pengujian karakteristik dasar pompa. Jurusan teknik konversi energi, Politeknik Negeri

Bandung

http://ayahmuthia.wordpress.com/2011/10/18/similarity-laws-hukum-

kesebangunan-pompa/ diakses pada 18-06-2014 pukul 15.25