Head Pompa Bilangan Reynold Dan Koefisien Gesek Pipa

Head mayor adalah kerugian yang di hasilkan oleh pipa akibat gesekan oleh fluida dan dinding pipa

Adapun metode penelitian yang akan dilakukan untuk menganalisa kerugian head mayor (kerugian gesek dalam pipa) adalah dengan cara metode eksperimental, metode eksperimental yang akan dilakukan adalah dengan  membuat sebuah alat perangkat uji, mengkalibrasi alat ukur debit fluida yang digunakan, pipa uji yang memiliki diameter yang berbeda, pengolahan data dan analisa hasil pengolahan data.

Alat dan Bahan

Dalam penelitian ini, alat dan bahan yang sudah di persiapkan sebelumnya akan dibuat menjadi sebuah rangkaian alat uji yang berupa alat praktikum fenomena dasar untuk meneliti bentuk fenomena aliran laminar dan turbulen. Adapun rangkaian alat uji  yang telah dibuat seperti  gambar  di bawah ini, gambar tersebut  skematik dan komoponen perangkat uji.

Dari gambar 3.3 diatas dapat dilihat angka yang menunjukan komponen-komponen  dari perangkat uji, dengan keterangan sebagai berikut :

1.      Manometer.

2.      Air raksa.

3.      Bak penampung.

4.      Slang mano mater.

5.      Pompa.

6.      Gate Valve.

7.      Flow meter.

8.      tee.

9.      Elbow.

10.  Ball Valve

11.  Pipa uji 1 dengan diameter dengan18,8 mm.

12.  Pipa uji 2 dengan diameter dengan 22mm.

13.  Pipa uji 3 dengan diameter dalam 27.5 mm.

Cara Kerja Rangkaian Alat Uji

Cara kerja dari alat rangkaian uji adalah memompakan fluida (air) dari bak penampung menuju pipa uji yang melewati rangkaian pipa, flow meter, elbow, katup pipa uji dan melewati dua lubang kecil yang mana antara kedua lubang itu adalah jarak pipa uji. Dan jika sudah melewati pipa uji maka fluida melewati pipa yang kembali menuju bak penampungan.

Prosedur Pengujian

Setelah seluruh alat dan bahan tersusun menjadi satu alat pengujian maka di susunlah juga prosedur pengoperasian dari alat uji tersebut. Adapun perosedur pengujian alat peraga kerugian gesek head mayor sebagai berikut:

1.      Prosedur persiyapan pengujian :

a.       Melakukan pengecekan pada bak penampung air dan pastikan bak penampung terisi cukup air untuk melakukan pengujian.

b.      Pengecekan pompa pada posisi off  

c.       Pengecekan pada flow meter pada kecepatan debitnya 0 karena menggunakan flow meter digital apabila kecepatan debit pada posisi tidak di angka 0 kita set pada 0.

d.      Pengecekan pada katup pengatur debit pada posisi terbuka.

e.       Pastikan selang mano meter sudah terpasang pada pipa yang akan di uji.

2.      Perosedur menghidupkan alat pengujian :

a.      Hubungkan kabel ke sumber arus listrik dan pastikan saklar pada posisi off

b.      Kemudian tekan saklar pada posisi on.

c.       Jika terjadi kebocoran pada alat uji segera memutuskan sumber listrik tekan tombol off..

d.      Dan apabila terjadi gelembung pada mano meter tekan lepas selang mano meter kemudian masukan lagil.

3.      Prosedur mematikan alat pengujian

      Pada sasat sudah selesai melakukan pengujian atau akan lanjut melakukan ke pengujian untuk pipa selanjutnya maka kita perlu mematikan alat uji tersebut.  

a.       Putuskan arus listrik pada pompa atau tekan tombol off.

b.      Buka secara penuh kembali katup pengontrol debit.

4.      Prosedur pengoperasian pengambilan data:

a.       Pastikan kita sudah melakukan prosedur persiapan.

b.      Pastikan kita telah melakukan prosedur menghidupkan alat pengujian.

c.       Lakukan pengaturan debit dengan memutar katup pengantur debit sesuai debit yang dinginkan dengan melihat di flow meter.

d.      Pastikan tidak ada kebocoran yang terjadi di seluruh rangkaian alat uji.

e.       Dan lihat pada mano meter tidak ada gelembung apabila ada gelembung segera lepas pada selang mano meter kemudian masukan kembali.

f.       Mulai mengamati pada mano meter bada ketinggian di mano meter dengan pungujian pipa sepanjang 2 m.

g.      Setelah data di ambil kita barulah kita melakukan prosedur mematikan alat

pengujian.

Data Hasil Pengujian

Setelah melakukan pengujian maka di dapat data seperti tabel dibawah.

Tabel hasil pengujian

No	Qf	D1	D2	D3
	(l/min)	hl (mm Hg)	hl (mm Hg)	hl (mm Hg)
1	14,3	8	4	1,5
2	16,3	12	6	2,5
3	20,3	17	8	3
4	24,3	23	10	4

Dari hasil data pengujian maka bisa kita olah

Perhitungan Diameter

Dari data hasil pengujian rangkaian alat uji , maka didapatlah hasil yaitu :

Perhitungan Kecepatan Alir

Dari data hasil pengujian dapat di hitung kecepatan aliran dalam pipa, bilangan reynold dan faktor gesekan pipa (f ) dengan variasi diameter pipa. Dan kecepatan aliran dapat di hitung dengan persaman rumus dimana:

        

Perhitungan Bilangan Reynold

Perhitungan ini dengan menggunakan D₁ dan Q₁ maka bilangan reynold didapat sebagai berikut dimana:

Diketahui :        

4.4 Perhitungan koefisien gesek pipa( f )

Faktor koefisien gesek merupakan satuan tak berdimensi yang digunakan dalam persaman darcy weisbach untuk mendeskripsikan kehilangan tekanan akibat dalam aliran pipa maka nilai f didapat dalam persamaan rumus dimana:

Hasil Pengolahan Data

Dari seluruh hasil pengolahan data yang di cari  berdasarkan, data hasil kalibrasi, rumus persamaan kontinuita, rumus bilangan Reynold dan faktor koefisien gesek(f), maka hasil tersebut untuk diameter ½ inci, ¾ inci dan 1 incidapat dilihat pada tabel di bawah.

Tabel Kecepatan pada pipa

No	Qf (l/min)	D1	D2	D3
		V (m/s)	V (m/s)	V (m/s)
1	14,3	0,740	0,540	0,345
2	16,3	0,980	0,715	0,456
3	20,3	1,221	0,891	0,569
4	24,3	1,462	1,068	0,682

Tabel  Bilangan Reynold

No	Qf(l/min)	D1	D2	D3
		Re	Re	Re
1	14,3	17303	14776	11800
2	16,3	22915	19564	15597
3	20,3	28550	26843	19462
4	24,3	34186	29223	23327

Tabel Faktor gesekan pipa

No	Qf(l/min)	D1	D2	D3
		f (faktor gesekan pipa)	f (faktor gesekan pipa)	f (faktor gesekan pipa)
1	14,3	0,0367	0,0399	0,0453
2	16,3	0,0313	0,0341	0,0441
3	20,3	0,0287	0,0296	0,0333
4	24,3	0,0270	0,0263	0,0313

Tabel persentase D₁ hasil pengujian dan perhitungan

No	Qf(l/min)	D1	D1	perbandinga persentase
		f (pengujian)	f (perhitungan)
1	14,3	0,0367	0,037	0,8 % < pengujiaan
2	16,3	0,0313	0,036	13,05% < pengujian
3	20,3	0,0287	0,0355	19,15 % < perhitumgan
4	24,3	0,027	0,035	22,85 % < perhitumgan

Tabel persentase D₂ hasil pengujian dan perhitungan

No	Qf(l/min)	No	No	Perbandingan persentase
		f (pengujian)	f (perhitungan)
1	14,3	0,0399	0,0365	8,52 % < pengujian
2	16,3	0,0341	0,034	0,2 % < pengujian
3	20,3	0,0296	0,0335	11,6 % <perhitungan
4	24,3	0,0263	0,033	20,3 % < perhitungan

Tabel  persentase D₃ hasil pengujian dan perhitungan

No	Qf(l/min)	D3	D3	perbandingan persentase
		f (pengujian)	f (perhitungan)
1	14,3	0,0453	0,036	20,5 % < pengujian
2	16,3	0,0441	0,034	22,9 % < pengujian
3	20,3	0,0333	0,033	0,9 % < pengujian
4	24,3	0,0313	0,032	2,1 % < perhitungan