Tugas Contoh Soal Dan Pembahasan Pada Aliran Pipa
-
Upload
agung-nursyawaly -
Category
Documents
-
view
3.396 -
download
462
description
Transcript of Tugas Contoh Soal Dan Pembahasan Pada Aliran Pipa
Nama : Agung Nursyawaly
Kelas : 3 KIB
Nim : 061440421741
Mata Kuliah : Mekanika Fluida
Dosen Pembimbing : Dr.Ir.H. Muhammad Yerizam, M.T
Pengertian fitting dalam pekerjaan perpipaan adalah sebuah bagian dari instalasi pipa yang
berfungsi sebagai penyambung antar pipa dan sebagai bagian akhir perpipaan/outlet fitting.
Ada berbagai jenis fitting dari berbagai bahan, fitting yang umum dipakai misalnya: Elbow,
Tee, Wye (wyes), Cross (crosses), Coupling, Union,Fitting kompresi (compression fitting),
Caps, Plugs, dan Valve.
Jenis Perpipaan Penjelasan
Elbow Elbow dikenal juga sebagai ells yang berfungsi untuk
mengubah arah pipa
Tee, Wye dan Cross Fungsi utamanya ialah untuk menggabungkan
beberapa jalur pipa ke arah satu pipa atau
sebaliknya yaitu dari satu pipa ke beberapa pipa
pembagi
Tee, dengan sudut tegas 90 derajat maupun 45
derajat pada sudutnya
Wye, diterapkan pada arah aliran yang diharapkan
sesuai dengan instalasi dan menggunakan tekstur
langsam
Cross, memiliki satu input dan tiga output (atau
sebaliknya) yang berpotongan dengan sudut 90
derajat
Coupling & Union Fungsi utamanya ialah untuk menyambungkan 2
pipa atau tabung yang desainnya dibuat pendek
Coupling, dirancang untuk sebuah koneksi instalasi
pipa semi permanen dengan sambungan pengelasan
ditempat sebagian juga dengan penyambungan
dengan mur baut
Union, dirancang untuk penyambungan yang mudah
dilepas disetiap saat
Caps & Plugs Caps, adalah sebagai penutup ujung pipa penuh
(menjadi buntu)
Plugs, adalah sebagai penutup ujung pipa tetapi
dipasang sejenis stopper pada ujung pipanya
Fitting Kompresi Terdapat bagian bodi, nut dan gasket ring untuk
memperkuat koneksi sehingga mencega kebocoran
Contoh soal dan pembahasan :
1. Sistem aliran air dari tandon 1 ke tandon 2 yang terbuka keatmosfer
seperti skema dibawah. Panjang total dari pipa penampang seragam
adalah 50 m diameternya 0,05 m. Koefisien minor lossesnya, K adalah
sebagai berikut:
Saringan : 8
Belokan : 0,5
Sambungan T : 0,7
Pengukur aliran (flowmeter): 6
Katup pembuka : 1
Jika kecepatan air dalam pipa rata-rata 1,5 m/dt, tentukan perbedaan
ketinggian kedua tandon tersebut.
Penyelesaian :
Ditentukan : sistem aliran air seperti skema dengan jumlah belokan 5,
sebuah saringan, sebuah sambungan T , sebuah pengukur aliran dan
sebuah katup pembuka.
Ditanya : perbadaan ketinggian tandon,h
Jawab :
Persamaan dasar
Asumsi :
- Aliran tunak
- Aliran tak mampu mampat
- Headloss karena kondisi masukan diabaikan
Tandon semua terbuka ke atmosfer, berarti p1 = p2, V1 ≈ 0, kareana
penampang tandon jauh lebih besar dari penampang pipa, Z1 – Z2 = h
maka persamaan diatas menjadi :
Menentuka nilai f dari diagram Moody dengan menghitung angka Reynold
dan menentuka kekasaran relatif pipa.
Dari grafik pada gambar 1.3, diameter pipa ≈ 2 inchi dan bahan pipa
diamsumsikan beton dengan kekasaran, e = 0,003, maka kekasaran
relatif, e/D ≈0,02. Dari diagram Moody nilai f ≈0,005
Sedangkan besarnya K adalah jumlah dari K untuk semua komponen, jadi
2. Suatu pompa sentrifugal yang digerakkan langsung dengan motor listrik dipasang
dalam sumur gali. Debit pompa 18 liter/detik. Efisiensi pompa 67%. Pusat pompa
berada 60 cm vertikal di atas muka air statik dan 6,2 meter di atas muka air selama
pemompaan berlangsung. Panjang pipa isap 7,5 m dengan diameter 8 cm. Klep kaki
dan saringan dipasang pada pipa isap. Pipa isap disambung pada inlet pipa dengan
siku (long sweep bend) diameter sama. Air dipompa sampai ke puncak pipa yang
disambungkan dengan sistem distribusi pipa dalam tanah. Jarak vertikal dari pusat
pompa ke puncak pipa hantar adalah 16 m. Panjang total pipa hantar 24 m
berdiameter 7 cm. Sambungan pipa pada pipa hantar adalah 3 buah siku
(sweepbend), 1 kran (gate valve) dan 1 reflux valve (disebut juga check valve atau
nonreturnvalve), semuanya dengan diameter pipa sama. Semua pipa terbuat dari
pipa besi baru. Berdasarkan data tersebut di atas.
HITUNG: (a) Total head; (b) WHP; (c) BHP motor penggerak
Penyelesaian:
Luas penampang aliran pipa asap : π d2
4 = π ¿¿ = 0,005 m2
Cepat aliran = QA
=18/10000,005
= 3,6 m/det
Luas penampang aliran pipa hantar : π d2
4 = π ¿¿ = 0,0038 m2
Cepat aliran hantar = QA
=18/10000,0038
= 4,74 m/det
· Total Head = Total head tinggi isap + Total head tinggi tekan.
· Tinggi Isap Statik = 6,2 m. Head loss pada pipa isap (Q = 18 lt/det, diameter 8 cm,
panjang 7,5 m, C = 130) = 0,171 x 7,5 m = 1,28 m (Gunakan rumus).
· Head loss pada siku, diameter 8 cm : Gambar 4.3: panjang ekuivalen = 1,5 m;
Head loss = 0,171 x 1,5 m = 0,256 m . Head loss pada saringan = 0,95 x
(3,6)2/(2x9,81) = 0,63 m.
· Head loss pada klep kaki = 0,80 x (3,6)2/(2x9,81) = 0,53 m.
· Velocity Head pada pipa isap = v1
2/2g = 3,62/(2x9,8) = 0,66 m.
· Total Head pada pipa Isap = 6,2 + 1,28 + 0,26 + 0,63 + 0,53 + 0,66 = 9,56 m.
· Tinggi Tekan Statik = 16 m. Head loss pada pipa hantar (diameter 7 cm; panjang
24 m): 0,33 x 24 = 7,92 m.
· Head loss pada 3 buah siku (diameter 7 cm): 3 x (1,4 x 0,33) = 1,39 m. Head loss
pada gate valve, diameter 7 cm = 0,55 x 0,33 = 0,18 m. Head loss pada Reflux
Gate = 0,8 x (4,742/2x9,81) = 0,92 m (menggunakan persamaan untuk klep kaki).
· Velocity Head pada outlet = (4,742/2x9,81) = 1,14 m.
· Total Head pada pipa hantar = 16 + 7,92 + 1,39 + 0,18 + 0,92 + 1,14 m = 27.55 m
· Total Head = 9,56 + 27,55 m = 37,11 m
· WHP = (18 x 37,11)/75 = 8,9 HP
· BHP motor penggerak = 8,9/0,67 = 13,3 HP
3. Cairan dengan berat jenis (specific gravity) 0,86 masuk ke pompa dengan debit
sebesar 0,014 m3 /s. Bila kehilangan energi (head loss) akibat gesekan dan katup
adalah 1.86 m, hitung daya yang harus diberikan oleh pompa.
Data yang diketahui :
Daya pompa :
Menghitung velocity head :
Menghitung pressure head :
Menghitung daya pompa :
zA=0 hR=0
zB=1 m hL=1 ,86 m p A=296 kPa pB=−28 kPa Q=0 ,014m3
ssg=0 ,86
pAγ
+zA+V A
2
2g+h A−hR−hL=
pBγ
+zB+V B
2
2 g
h A=pB−p Aγ
+zB+V B
2 −V A2
2 g+hL
P=γ h AQ
V A=QA A
=0 ,014
4 ,768 x 10−3=2 ,936
ms
V B=QA B
=0 ,014
2 ,168 x 10−3=6 ,458
ms
V B2 −V A
2
2g=6 ,4582−2 ,9362
2(9,8 )=1 ,688 m
sg=γγ air
=γρair g
=0 ,86
γ=0 ,86 ρair g=0 ,86 (1000 )(9 ,81)=8 ,437 x103 N
m3
pB−p Aγ
=296 x103−(−28 x103 )
8 ,437 x 103=38 ,4 m
h A=pB−p Aγ
+zB+V B
2 −V A2
2 g+hL
=3 ,84+1+1 ,688+1 ,86=42 ,848 mP=γhAQ=8437 (42 ,848)(0 ,014 )=5073 W
P=5073 W [hp745 ,7W ]=6 ,803 hp
4. Air mengalir dengan debit 114 L/min melalui motor fluida seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Tekanan pada titik A adalah 700 kPa dan tekanan pada titik B adalah 125 Pa. Head loss akibat kehilangan energi yang terjadi diperkirakan sebesar 4 m. Bila efisiensi motor fluida adalah 85 % hitung daya outputnya.
Jawab :
Menentukan luas penampang pipa :
Menghitung velocity head :
Menghitung pressure head :
zA=1,8 m zB=0 h A=0 hL=4 mpA=700 kPa pB=125 kPa
pAγ
+zA+V A
2
2g+h A−hR−hL=
pBγ
+zB+V B
2
2 g
hR=pA−pBγ
+zA+V A
2 −V B2
2g−hL
d A=25 mm → AA=4 ,909x 10−4m2
d B=25 mm → AB=4 ,418 x10−3m2
Q=115Lmin [m3
60000Lmin ]=1 ,92 x10−3m
3
s
V A=QA A
=1 ,92 x10−3
4 ,909 x 10−4=3 ,911
ms
V B=QA B
=1 ,92 x 10−3
4 ,418 x10−3=0 ,435
ms
V A2 −V B
2
2g=
3 ,9112−0 ,4352
2(9,8 )=0 ,77 m
Menghitung output motor fluida :
p A−pBγ
=(700−125 )x 103
1000(9,8 )=58 ,6 m
hR=pA−pBγ
+zA+V A
2 −V B2
2g−hL
=58 ,6+1,8+0 ,77−4=57 ,17 mPM=γ hRQ
=9810(57 ,17 )(1 ,92 x10−3 )=1076 ,8 WPout=eM PR=0 ,85(1076 ,8 )=0 ,915 kW