BAB I CENTRIFUGAL FAN TESTING APPARATUS
1.1 Dasar Dasar Teori Teori 1.1.1 Pengertian Fan
Fan (Kipas Angin) adalah perangkat mekanis yang digunakan untuk membuat aliran gas kontin kontinu u seperti seperti udara. udara. Dalam Dalam setiap setiap sistem sistem pendin pendingin gin,, yang yang menggu menggunak nakan an gas sebaga sebagaii penghantar, kipas angin adalah unit wajib yang menciptakan aliran udara dalam sistem. Sistem ini dapat dilihat dalam kipas angin sederhana yang digunakan dirumah tangga atau kipas pendingin eksternal untuk mesin pembakaran internal. Ketika membutuhkan tekanan yang lebih tinggi diperlukan blower yang digunakan sebagai pengganti kipas angin. Sebuah kipas sentriugal dengan rasio tekanan tinggi (output tekanan ! input tekanan) dikenal sebagai blower. "lower memberikan aliran laju #olume transer yang tinggi dengan rasio tekanan yang yang relati relati lebih lebih besar besar.. $asio $asio tekana tekanan n dari dari kipas kipas angin angin dibawa dibawah h %,% sedang sedangkan kan blower blower memiliki rasio %,% & %,'. "erdasarkan prinsip kerjanya, an dibedakan menjadi ', yaitu %.
Fan sentriugal.
'.
Fan aial.
1. Fan Fan Sen Sentr trif ifug ugal al Fan sentriugal sentriugal merupakan merupakan suatu alat yang dapat meningkatkan meningkatkan kecepatan aliran udara dengan impeler berputar. Kecepatan meningkat sampai mencapai ujung blades dan kemudian diubah ke tekanan. Fan ini mampu menghasilkan tekanan tinggi yang cocok untuk kondisi operasi yang kasar , seperti sistim dengan dengan suhu tinggi, aliran udara udara kotor atau lembab, dan handling bahan. Fan sentriugal dikategorikan oleh bentuk bladenya
*ambar %.% Centrifugal fan Sumber A#allone ('++)
Karakteristik berbagai jenis an sentriugal, antara lain A. Fan radi radial al dengan dengan blad blades es datar datar
*ambar %.' Fan Fan radial blades blades datar Sumber -awiro ('+%) Keuntungan •
/ocok untuk tekanan statis tinggi (sampai %0++ mm1/) dan s uhu tinggi.
•
$ancangannya sederhana sehingga dapat dipakai untuk unit penggunaan khusus.
•
Dapat beroperasi pada aliran udara yang rendah tanpa masalah getaran.
•
Sangat tahan lama.
•
2isiensinya mencapai 3.
•
4emiliki jarak ruang kerja yang lebih besar yang berguna untuk handling padatan yang terbang (debu, serpih kayu, kayu , dan skrap logam).
Kerugian •
5anya cocok untuk laju aliran udara rendah sampai medium.
". Fan yang melengkung kedepan, dengan blade yang melengkung kedepan
*ambar %.6 Fan %.6 Fan blade melengkung melengkung kedepan Sumber -awiro ('+%) Keuntungan
•
Dapat menggerakan #olum udara yang besar terhadap tekanan yang relati rendah.
•
7kurannya relati kecil.
•
8ingkat kebisingannya rendah (disebabkan rendahnya kecepatan) dan sangat cocok untuk diguna kan untuk pemanasan perumahan, #entilasi, dan penyejuk udara (59A/).
Kerugian •
5anya cocok untuk layanan penggunaan yang bersih, bukan untuk layanan kasar dan bertekanan tinggi.
•
Keluaran an sulit untuk diatur secara tepat.
•
-enggerak harus dipilih secara hati:hati untuk menghindarkan beban motor berlebih sebab kur#a daya meningkat sejalan dengan aliran udara.
•
2isiensi energinya relati rendah (:;3).
/. "ackward inclined an, dengan balde yang miring jauh dari arah perputaran < datar, lengkung dan airoil.
*ambar %.0 Backward inclined fan Sumber -awiro ('+%) Keuntungan •
Dapat beroperasi dengan perubahan tekanan statis (asalkan bebannya tidak berlebih ke motor).
•
/ocok untuk sistim yang tidak menentu pada aliran udara tinggi.
•
/ocok untuk layanan orced &drat.
•
Fan dengan blade datar lebih kuat.
•
Fan dengan blades lengkung lebih eisien (melebihi =3).
•
Fan dengan blades air:oil yang tipis adalah yang paling eisien.
Kerugian •
8idak cocok untuk aliran udara yang kotor (karena bentuk an mendukung terjadinya penumpukan debu).
•
Fan dengan blades air:oil kurang stabil karena mengandalkan pada pengangkatan yang dihasilkan oleh tiap blade.
•
Fan blades air:oil yang tipis akan menjadi sasaran erosi.
2. Fan Axial Fan aial menggerakan aliran udara sepanjang sumbu an. /ara kerja an seperti impeler pesawat terbang blades an menghasilkan pengangkatan aerodinamis yang menekan udara. Fan ini terkenal di industri karena murah, bentuknya yang kompak dan ringan. >enis utama an dengan aliran aial (impeler , pipa aial dan impeler aial)
*ambar %. Axial fan Sumber A#allone ('++)
Karakteristik berbagai jenis an Aial, antara lain A. Fan -ropeller
*ambar %.; fan propeller Sumber -awiro ('+%) Keuntungan •
4enghasilkan laju aliran udara yang tinggi pada tekanan rendah.
•
8idak membutuhkan saluran kerja yang luas (sebab tekanan yang dihasilkannya kecil).
•
4urah sebab konstruksinya yang sederhana.
•
4encapai eisiensi maksimum, hampir seperti aliran yang mengalir sendiri, dan sering digunakan pada #entilasi atap.
•
Dapat menghasilkan aliran dengan arah berlawanan.
•
4embantu dalam penggunaan #entilasi.
Kerugian •
2isiensi energinya relati rendah.
•
Agak berisik.
". Fan pipa aial,
*ambar %. fan pipa axial Sumber -awiro ('+%) -ada dasarnya an propeler yang ditempatkan dibagian dalam silinder Keuntungan •
•
8ekanan lebih tinggi dan eisiensi operasinya lebih baik daripada an propeller. /ocok untuk tekanan menengah, penggunaan laju aliran udara yang tinggi, misalnya pemasangan saluran 59A/.
•
Dapat dengan cepat dipercepat sampai ke nilai kecepatan tertentu (karena putaran massanya rendah) dan menghasilkan aliran pada arah berlawanan, yang berguna dalam berbagai penggunaan #entilasi.
•
4enciptakan tekanan yang cukup untuk mengatasi kehilangan di saluran dengan ruang yang relati eisien, yang berguna untuk pembuangan.
Kerugian •
$elati mahal.
•
Kebisingan aliran udara sedang.
•
2isiensi energinya relati rendah (;3).
/. Fan dengan baling baling asial
*ambar %.= fan baling-baling axial Sumber -awiro ('+%) Keuntungan •
/ocok untuk penggunaan tekanan sedang sampai tinggi (sampai ++ mm1/), seperti induced drat untuk pembuangan boiler.
•
Dapat dengan cepat dipercepat sampai ke nilai kecepatan tertentu (disebabkan putaran massanya yang rendah) dan menghasilkan aliran pada arah berlawanan, yang berguna dalam berbagai penggunaan #entilasi.
•
/ocok untuk hubungan langsung ke as motor.
•
Kebanyakan energinya eisien (mencapai =3 jika dilengkapi dengan an airoil dan jarak ruang yang kecil).
Kerugian •
1.1.2
$elati mahal dibanding an impeler.
Fenomena Volute
Volute merupakan saluran melengkung yang luas penampangnya semakin lama semakin membesar yang bertujuan untuk meningkatkan tekanan luida pada saat keluar. Fenomena #olute sendiri merupakan proses perubahan energi kecepatan menjadi energi tekanan. Ketika luida yang masuk diputar oleh fan maka kecepatan bertambah dan fan yang berputar akan meneruskan dan memberikan gaya putar centriugal kepada luida sehingga
luida bergerak keluar dengan tekanan tinggi, sesuai dengan luas penampang volute yang semakin lama semakin membesar.
*ambar %.? pipa volute Sumber A#allone ('++)
1.1.3
Hukum Kontinuitas
*ambar %.%+ pipa volute Sumber A#allone ('++)
5ukum kontinuitas biasa disebut dengan hukum kekekalan massa, bahwa laju perubahan massa alir luida terdapat dalam ruang yang ditinjau pada selang waktu tertentu, harussama antara perbedaan antara jumlah laju massa alir yang masuk dengan laju massa alir yang keluar dalam ruang yang ditinjau. %. -ersamaan kontinuitas untuk luida tak termampatkan Dalam hal ini massa jenis luida selalu sama disetiap titik yang dilaluinya. 4assa alir luida yang mengalir dalam pipa dengan luas penampang Al (diameter pipa besar) selama selang waktu tertentu yaitu
@
m V
Dimana m % m'
@% . 9% @' . 9'
Diketahui bahwa rumus #olume
9 A. B
Dan luas sendiri berasal dari
B A.
v .t
Serta mengingat bahwa dalam aliran luida steady,massa luida yang masuk sama dengan massa luida yang keluar, maka m % m' @% . A% . v % . t @'. A' . v ' . t v v A% . % A' . ' >adi pada luida tak termampatkan, berlaku persamaan kontinuitas A . v A . v %
%
'
'
Dimana A% Buas penampang % A' Buas penampang ' v Kecepatan aliran luida pada penampang % %
v
'
A# 9
Kecepatan aliran luida pada penampang '
Baju aliran #olume #!t alias debit 9olume
'. -ersamaan kontinuitas untuk luida termampatkan 7ntuk kasus ini massa jenis luida berubah ketika diampatkan. m % m' @% . A% . v % . t @'. A' . v ' . t Selang waktu aliran luida sama
@% . A% .
v
@'. A' .
%
v '
"edanya pada luida tak termampatkan hanya terletak pada massa jenis luida yang tetap harus diperhitungkan.
1.1.
Pengukuran Tekanan
Dalam ilmu keteknikan kita takkan pernah terlepas dari yang namanya pengukuran. 5akikatnya semua yang ada harusnya dapat diukur. "egitu halnya dengan an, dalam an kita akan menemui pengukuran juga. -engukuran ini berupa pengukuran tekanan. 8erdapat dua pengukuran tekanan yaitu tekanan masuk dan tekanan keluar. Dalam luida gas jika kita ingin mengukur tekanannya dapat menggunakan alat ukur berupa manometer. 4anometer adalah suatu alat ukur tekanan diantara dua titik. 4anometer ini adalah alat ukur tekanan yang sangat sederhana. -engamat bisa langsung melihat perbedaan tekanan dari tabung yang sudah diskalakan. 4anometer biasanya digunakan untuk pengukuran tekanan Cat cair yang tidak terlalu tinggi atau mendekati tekanan atmosir. -erbedaan tekanan kemudian dapat digunakan untuk menghitung kecepatan aliran di saluran dengan menggunakan persamaan "ernoulli. 5ukum "ernoulli menyatakan bahwa tekanan dari luida yang bergerak seperti udara berkurang ketika luida tersebut bergerak lebih cepat. 5ukum
"ernoulli ditemukan oleh Daniel "ernoulli, seorang matematikawan Swiss yang menemukannya pada %++:an. "ernoulli menggunakan dasar matematika untuk merumuskan hukumnya. 8erdapat beberapa Asumsi 5ukum "ernoulli diantaranya a. Fluida tidak dapat dimampatkan (incompressible) dan non#iscous. b. 8idak ada kehilangan energi akibat gesekan antara luida dan dinding pipa. c. 8idak ada energi panas yang ditranser melintasi batas:batas pipa untuk cairan baik sebagai keuntungan atau kerugian panas. d. 8idak ada pompa di bagian pipa e. Aliran luida laminar (bersiat tetap) $umus 5ukum "ernoulli
Keterangan: P = Tekananal (Pascal) v = kecepatan (m/s) p = massa jenis fuida (kg/m 3) h = ketinggian (m) g = percepatan gravitasi (9, m/s!) -ersamaan di atas berlaku untuk aliran tak:termampatkan dengan asumsi:asumsi sebagai berikut •
Aliran bersiat tunak (steady state)
•
8idak terdapat gesekan
Dalam bentuk lain, -ersamaan "ernoulli dapat dituliskan sebagai berikut
Adapun macam & macam manometer sebagai berikut %. 4anometer 7 -ada manometer tabung terbuka, di mana tabung berbentuk 7, sebagian tabung diisi dengan Cat cair (air raksa atau air). 8ekanan yang terukur dihubungkan dengan perbedaan dua ketinggian Cat cair yang dimasukkan kedalam tabung dimasukan ke dalam tabung. -ada umumnya bukan hasil kali pgh yang dihitung melainkan ketinggian Cat cair (h) karena tekanan kadang dinyatakan dalam satuan milimeter air raksa (mmhg) atau milimeter air (mm:5'). Eama lain mmhg adalah torr (mengenang jasa paman 2#angelista 8orricelli).
*ambar %.%% manometer U Sumber A#allone ('++)
'. 4anometer -ipa 7 Satu Sisi 4anometer ini pada prinsipnya sama dengan manometer ujung terbuka, tetapi digunakan untuk mengukur tekanan ruangan lebih dari % atmoser. Sebelum digunakan, tinggi permukaan raksa sama dengan tekanan di dalam pipa tertutup % atmoser. >ika selisih tinggi permukaan raksa pada kedua pipa adalah h cm, maka tekanan ruang tersebut sebesar P₂ ! "P₁#$%& 'mHg Kteterangan ( -" tekanan udara mula:mula dalam pipa Dh selisih tinggi permukaan raksa kedua pipa -# < besarnya tekanan udara yang diukur
*ambar %.%' Sumber A#allone ('++)
manometer U satu sisi
6. 4anometer pipa miring 4anometer pipa:7 kurang peka untuk mendeteksi perbedaan tekanan yang sangat kecil, karena perbedaan ketinggian pada kedua kaki juga sangat kecil, maka manometer ini dimodiikasi dengan cara memiringkan salah satu kaki pipa:7 agar kenaikan ketinggian
cairan yang kecil tetap dapat terlihat, dengan memiringkan salah satu kaki manometer pipa:7 maka panjang jarak yang ditempuh cairan semakin panjang dan memungkinkan penggunaan yang teliti.
*ambar %.%6 manometer U miring Sumber A#allone ('++)
0. 4anometer Dierensial Alat ukur ini digunakan untuk mengukur tekanan antara dua tempat pada satu pipa atau antara dua pipa. 4anometer dierensial terdiri dari pipa 7 dimana kedua ujungnya terletak pada tempat yang diukur.
1.1.)
Variasi Pengukuran Tekanan
%.
9entury 9enturi adalah sebuah pipa yang berungsi menurunkan tekanan luida yang terjadi ketika luida tersebut bergerak melalui pipa yang menyempit. Kecepatan luida dipaksa meningkat untuk mempertahankan debit luida yang sedang bergerak tersebut, sementara tekanan pada bagian yang sempit ini harus turun akibat pemindahan energi potensial tekanan menjadi energi kinetik.
*ambar %.%0 ventury Sumber A#allone ('++)
'.
EoCCle
Nole adalah alat yang digunakan untuk mengekspansikan luida sehingga kecepatannya meningkat dan tekanannya menurun. EoCCle merupakan suatu saluran dari sebuah #essel yang menghubungnkan #essel dengan pipa, atau itting atau instrument lainnya.
>adi kalau #essel sebagai ruang penyimpanan, baik bertekanan atau tidak, noCCle inilah yang berungsi sebagai ruang keluaran. Soalnya, bagaimana mungkin kita memasukan luida ke dalam #essel, tanpa saluran keluaran atau penghubung seperti noCCle ini.
*ambar
%.% nole Sumber ('++)
1.2 Tu*uan Pengu*ian
%. '. 6. 0.
1.3
4elihat graik karakteristik dari sebuah an sentriugal. 4engukur debit dengan mempergunakan #enturi dan iris damper. -engaruh rpm terhadap keluaran. 4ecari besar gaya dan mengukur torsinya.
S+esifikasi Alat
*ambar %.%; Centrifugal Fan !esting Unit Sumber Baboratorium Fenomena Dasar 4esin 7ni#ersitas "rawijaya ('+%;) %. 8ipe 1* ' '. Aliran #olume (tanpa hambatan) ;.6 m6!menit
A#allone
6. Kenaikan tekanan statis, tertutup penuh %%=+ -a 0. Daya motor +.%0 k1 . $pm motor, G Blow out" '++ 1.3.1
,nit -engka+ Alat Pengu*ian
*ambar dibawah merupakan skema dari peralatan 54'++ dan A8%++. "agian: bagian dari peralatan ini, yaitu %. Alas untuk meletakkan unit penggerak dan fan '. 5andle 6. 7nit penggerak A8%++ 0. 8itik:titik pengukuran . Fan sentriugal ;. Seksi pengatur aliran mantap . Seksi uji #enture =. Seksi uji #amper
*ambar %.% -eralatan -ercobaan Fan Sentriugal Sumber -anduan -raktikum Fenomena Dasar 4esin '+%0
1.3.2 ,nit Penggerak
Dalam #ersi standar 54'++ digunakan motor penggerak G*7E8 A8%++ Dri#e 7nitH. 7ntuk unit ini putaran motor dapat diatur. Selain itu dapat dilakukan pula pengukuran daya yang diberiukan pada Blower secara mekanik. Daya keluaran motor biasanya antara %++:'++ 1att. Sehingga harus diperhatikan bahwa putaran nominal dari Blower sekitar '++ rpm. 1.3.3 Blower Fan
Dalam pengujian ini, fan yang dipergunakan mempunyai #ariable: #ariabel sebagai berikut 9 aliran #olume (mI!menit) -t beda kenaikan tekanan total (-a) -s beda kenaikan tekanan statis (-a) -d' beda kenaikan tekanan dinamis (-a) diukur pada saluran ujung keluar 1.3. Nozzle / Venturi
Nole:#enturi
ini
dirancang
berdasarkan
DJE
%?'
(deutsche
industrie
normung!german industrial standard). Nole & #enturi dipasang pada rangkaian saluran dengan sambungan lens yang dilengkapi dengan seal G:ringH.
*ambar %.%= 9enturi meter Sumber Baboratorium Fenomena Dasar 4esin 7ni#ersitas "rawijaya ('+%;)
1.3.)
Iris Damper
-engukuran debit aliran tidak mengikuti aturan DJE %?'. /ara perhitungan dan data yang diberikan dalam DJE %?' tidak dapat dipakai untuk iris #amper ini. Karakteristik yang sesungguhnya dapat dilakukan dengan menghubungkan secara seri dengan Nole:#enturi.
*ambar %.%? Jris #amper Sumber Baboratorium Fenomena Dasar 4esin 7ni#ersitas "rawijaya ('+%;)
1.3.0 eu'ing Damper
Jni digunakan untuk mengatur jumlah aliran selain dengan mengatur putaran motor itu sendiri.
*ambar %.'+ /onical iris Sumber Baboratorium Fenomena Dasar 4esin 7ni#ersitas "rawijaya ('+%;)
1.3.
Sistem Pengukuran Diferensial
*ambar dibawah ini menunjukkan sistem pengukuran tekanan yang dipakai dalam percobaan ini.
*ambar %.'% 4anometer -ipa 7 8egak: Sisi Sama & % mbar + % mbar, "erat >enis /airan %g!cm6. Sumber -anduan -raktikum Fenomena Dasar 4esin '+%0
*ambar %.'' 4anometer -ipa 7: Satu Sisi +:% k-a, "erat >enis /airan +,= g!cm 6. Sumber -anduan -raktikum Fenomena Dasar 4esin '+%0
*ambar %.'6 4anometer -ipa 4iring + & ++ -a, "erat >enis /airan +,= g!cm6. Sumber -anduan -raktikum Fenomena Dasar 4esin '+%6
1.
4ara Pengam5ilan Data
1..1
Pengaru% Putaran Fan ter%aa+ Tekanan Statis
a. Kenaikan 8ekanan Statis %) Susunlah alat pengujian dengan menghubungkan titik:titik pengukuran tekanan dengan ujung:ujung manometer, misalkan tanda (L) dengan (L). ') 5idupkan motor pada tekanan rendah, misalnya pada ;++ rpm, kemudian ukur tekanannya. 6) -utaran fan dinaikkan menjadi =++ rpm dan tekanannya diukur lagi. 0) 7langi langkah ' dan 6 dengan menaikkan putaran sebesar '++ rpm hingga mencapai putaran '0++ rpm dan ukur tekanan statisnya. ) 8erakhir naikkan putarannya menjadi '0++ rpm dan ukur lagi tekanannya. b. "eda 8ekanan pada Saluran 4asuk Fan (Suction) %) Susunlah alat pengujian dengan menghubungkan titik pengukuran tekanan (:) dengan ujung manometer (:). ') 5idupkan motor pada tekanan rendah, misalnya pada ;++ rpm, kemudian ukur tekanannya. 6) -utaran fan dinaikkan menjadi =++ rpm dan tekanannya diukur lagi. 0) 7langi langkah ' dan 6 dengan menaikkan putaran sebesar '++ rpm hingga mencapai putaran '0++ rpm dan ukur tekanan statisnya. ) 8erakhir naikkan putarannya menjadi '0++ rpm dan ukur lagi tekanannya.
c. "eda 8ekanan pada Saluran Keluar Fan (utlow) %) Susunlah alat pengujian dengan menghubungkan titik pengukuran tekanan (L) dengan ujung manometer (L). ') 5idupkan motor pada tekanan rendah, misalnya pada ;++ rpm, kemudian ukur tekanannya. 6) -utaran fan dinaikkan menjadi =++ rpm dan tekanannya diukur lagi. 0) 7langi langkah ' dan 6 dengan menaikkan putaran sebesar '++ rpm hingga mencapai putaran '0++ rpm dan ukur tekanan statisnya. ) 8erakhir naikkan putarannya menjadi '0++ rpm dan ukur lagi tekanannya. 1..2
Pengaru% Bukaan Damper ter%aa+ Tekanan Statis
terbuka penuh
kira & kira M
tertutup penuh
*ambar %.'0 -osisi Damper Sumber -anduan -raktikum Fenomena dasar mesin '+%0
a. -asangkan damper pada ujung saluran keluar alat pengujian. b. 5ubungkan alat pengujian dengan menghubungkan titik:titik pengukuran tekanan c. d. e. . g. 1..3
dengan ujung:ujung manometer, misalkan tanda (L) dengan (L). 5idupkan motor listrik. Eaikkan putarannya hingga mencapai putaran '0++ rpm. -osisikan #amper terbuka penuh dan ukurlah tekanannya. 7langi langkah 6 dan 0 untuk posisi #amper terbuka setengah. 7langi langkah 6 dan 0 untuk posisi #amper tertutup penuh. Pengukuran Ke'e+atan Aliran Volume engan Venturimeter
a. -engaruh -utaran Fan terhadap 8ekanan 2ekti 9enturi %) -asangkan #enturi meter pada ujung saluran keluar alat pengujian. ') 5ubungkan titik:titik pengukuran tekanan pada #enturi dengan ujung:ujung manometer 7. 6) 5idupkan motor listrik. 0) Eaikkan putaran Fan pelan:pelan menjadi ;++ rpm dan catat tekanan yang terbaca pada pipa manometer 7.
) Eaikkan putaran sebesar '++ rpm hingga mencapai putaran '0++ rpm dan ukur tekanan yang terbaca pada pipa manometer 7 pada tiap kenaikkan putaran '++ rpm. ;) 8erakhir naikkan putarannya menjadi '0++ rpm dan ukur lagi tekanannya. b. -engaruh "ukaan #amper terhadap 8ekanan eekti 9enturi %) -asangkan #enturi dan #amper pada ujung saluran keluar alat pengujian. ') 5ubungkan titik:titik pengukuran tekanan pada #enturi dengan ujung:ujung manometer 7. 6) 5idupkan motor listrik. 0) Eaikkan putaran Fan pelan:pelan hingga mencapai putaran '0++ rpm. ) -ada putaran ini pengukuran - dan tekanan pada outlet dari Fan dilakukan pada tiga posisi #amper yaitu tebuka penuh, terbuka setengah, dan tertutup penuh.
1.)
Hasil Pengu*ian
1.).1
Data Hasil Pengu*ian
%.
-engaruh -utaran Fan terhadap 8ekanan Statis 8abel %.% Data 5asil -engujian -utaran Eo
Saluran 4asuk
Saluran Keluar
Fan ($pm)
Kenaikan 8ekanan Statis
N5
N- (k-a)
N5
N- (k-a)
N5
N- (k-a)
%
;++
:+.'
:%.?;'
+.0
6.?'0
+.0
6.?'0
'
=++
:+.0
:6.?'0
+.;
.==;
+.=
.=0=
6
%+++
:+.;
:.==;
+.=
.=0=
%.'
%%.'
0
%'++
:+.=
:.=0=
%
?.=%
%.;
%.;?;
%0++
:%
:?.=%
%.'
%%.'
'
%?.;'
;
%;++
:%.'
:%%.'
%.0
%6.60
'.0
'6.00
%=++
:%.0
:%6.60
%.;
%.;?;
6
'?.06
=
'+++
:%.;
:%.;?;
%.=
%.;=
6.;
6.6%;
?
''++
:'
:%?.;'
'.'
'%.='
0.'
0%.'+'
%+
'0++
:'.0
:'6.00
'.;
'.+;
0?.+
O
'.
%+++
:%%.;
:%%6.?;
%6.;
%66.0%;
'0.'
'6.0+'
-engaruh "ukaan #amper terhadap 8ekanan 2ekti 9enturi 8abel %.' Data 5asil -engujian
Eo
% '
6.
8erbuka
8erbuka
8ertutup
-enuh
Setengah
-enuh
N5
.'
%.'
+.'
N- (k-a)
%.+%'
%%.'
%.?;'
P
+.+%%';6?
+.++0%%''
+.++''+?6';
-osisi #amper
8ekanan 2ekti Aliran 9olume
-engaruh "ukaan #amper terhadap 8ekanan Statis 8abel %.6 Data 5asil -engujian
Eo
%
'
6
0.
-osisi #amper
8erbuka -enuh
8erbuka Setengah
8ertutup -enuh
8ekanan Keluar dengan
N5
'.0
6.0
.;
8ekanan Atmoser
N- (k-a)
66.60
'6.00
0.?6;
8ekanan 4asuk dengan
N5
:'.;
:%.0
+
8ekanan Atmoser
N- (k-a)
:'.+;
:%6.60
+
"eda 8ekanan 4asuk dan
N5
'
6.'
.;
Keluar
N- (k-a)
%?.;'
6%.6?'
0.?6;
-engaruh -utaran Fan terhadap 8ekanan 2ekti 9enturi 8abel %.0 Data 5asil -engujian Eo.
-utaran Fan ($pm)
N5
N- (k-a)
%
;++
+.
0.?+
1.).2
'
=++
+.
;.=;
6
%+++
+.?
=.='?
0
%'++
%.%
%+.?%
%0++
%.;
%.;?;
;
%;++
'.%
'+.;+%
%=++
'.;
'.+;
=
'+++
6.6
6'.66
?
''++
6.?
6=.'?
%+
'0++
0.
0;.%+
Q
%+++
'%.0
'+?.?60
4onto% Per%itungan
%. 4engkon#ersi 8inggi Air -ada 4anometer 4enjadi 8ekanan a. 4anometer 7 Suatu 4anomater 7 merupakan alat yang peling umum digunakan untuk mengukur tekanan. 7ntuk keseimbangan statis rumusnya< -' & -% . h Dimana< -% dan -' tekanan pada dua sisi dari kolom ρ 4assa jenis luida
h "eda tinggi kolom
b. 4anometer pipa 7 satu sisi 7ntuk pengukuran 4anometer 7 satu sisi rumusnya< -' & -% . h (%L A% ! A' ) Dimana<
-% dan -' tekanan pada dua sisi dari kolom ρ 4assa jenis luida
h "eda tinggi kolom A% Buas "ejana % A' Buas "ejana '
c. 4anometer pipa miring 7ntuk pengukuran 4anometer pipa miring rumusnya< -' & -% . $ (
sin α
L A% ! A' )
Dimana< -% dan -' tekanan pada dua sisi dari kolom ρ 4assa jenis luida
$ "eda tinggi kolom A% Buas "ejana % A' Buas "ejana ' α Sudut Kemiringan
'. 4engukur "esar 9olume Aliran V α ε A =
√
2∆
P
γ
Keterangan 9 9olume aliran (m6!s) R koeisien gesek %.+6 ε koeisien kecepatan aliran +.?? A
∆P
γ
luas penampang #amper (m')
selisih tekanan (k-a)
berat jenis udara (%.6' kg!m6)
%.
-ada #amper terbuka penuh −2
2
4 x 10 ¿ x
√
2 x 51,012 1.32 1
V = 1.03 x 0.99 x
π ¿
4 3
V =0.011265397 m / s
'.
-ada #amper terbuka setengah −2
2
4 x 10 ¿ x
√
2 x 11,772 1.32 1
V =1.03 x 0.99 x
4
π ¿
3
V =0.005411722 m / s
6.
-ada #amper tertutup penuh −2
2
4 x 10 ¿ x
√
2 x 1,962 1.32 1
V = 1.03 x 0.99 x
4
π ¿
3
V =0.002209326 m / s
1.).3
6rafik an Pem5a%asan
1.).3.1 6rafik Hu5ungan Putaran Fan ter%aa+ Bea Tekanan
% $% % 3%
Saluran 4asuk
$P "kPa&
- olynomial (Saluran 4asuk)
Saluran Keluar
!% &% % $%% '&%
- olynomial (Saluran Keluar)
&%%%
&$%%
Kenaikan 8 ek anan St at is
!%%%
!$%%
- olynom ial (Kenaikan 8ek anan St at is)
'!% '3%
Putaran Fan "r+m&
*ambar %.' *raik 5ubungan -utaran Fan terhadap "eda 8ekanan Analisis *raik 8ekanan statis adalah perbandingan antara tekanan masuk dengan tekanan keluar. Dari graik didapatkan hubungan semakin besar putaran fan maka semakin besar perbedaan tekanan yang terjadi. 5al ini disebabkan adanya enomena volute, di mana fan mula:mula berputar, perputaran tersebut menyebakan tekanan pada saluran masuk menjadi rendah. Semakin besar putaran fan maka tekanan masuk akan semakin kecil, sehingga udara dari lingkungan mengalir ke dalam fan. 7dara yang telah masuk kedalam fan kemudian digerakan oleh sudu impeller mengarah ke saluran keluar fan. Saluran keluar fan memiliki luas penampang yang besar. Semakin besar luas penampang yang dialiri luida maka kecepatan semakin rendah. Akibatnya tekanan yang dihasilkan semakin besar. -ada tekanan masuk, N- bernilai negati hal ini dikarenakan perbedaan tekanan pada saluran masuk merupakan besarnya tekanan di dalam saluran masuk yang dikurangi tekanan atmosir. Sehingga semakin cepat putaran menghasilkan tekanan saluran masuk yang semakin kecil, namun N- semakin besar. 1.).3.2 6rafik Pengaru% Bukaan ter%aa+ Bea Tekanan
% % !%
$P "kPa& % %
%*$
&
'!% '%
Bukaan Dam+e r 8ekan an 4as uk
-o ly no mial (8ekanan 4as uk)
8ekanan Keluar
-olynomial (8ekanan Keluar)
"eda 8ekanan
-olynomial ("eda 8ekanan)
*ambar %.'; *raik -engaruh "ukaan terhadap "eda 8ekanan Analisis *raik Dari graik didapatkan hubungan antara bukaan damper dengan beda tekanan yaitu, semakin damper tertutup maka beda tekanan masuk dan keluar semakin naik. damper yang semakin menutup menyebabkan kecepatan aliran yang menurun. Sehingga ketika kecepatan alirannya semakin menurun maka beda tekanannya akan s emakin naik. Dari graik, tekanan masuk dan keluar memiliki kecenderungan yang sama yaitu ketika beda tekanan semakin naik saat damper semakin tertutup. -ada saat damper tertutup penuh maka tidak ada udara yang mengalir ke saluran keluar sehingga tekanan pada saluran keluar pun meningkat akibatnya timbulah tekanan balik, tekanan balik tersebut menyebabkan beda tekanan pada saluran masuk meningkat hingga nilai tekanan masuk sama dengan tekanan atmosir. 8etapi setelah demper dibuka udara mengalir dan memperbesar kecepatan di sisi luar yang menyebabkan tekanan pada saluran keluar menurun.
1.).3.3 6rafik Hu5ungan Bukaan Damper ter%aa+ Volume Aliran %*%& %*%& %*%&
Volume Aliran "m3s&
%*%& % % % %
%*$
&
Bukaan Dam+er 9olume Aliran
Bogarithmic (9olume Aliran)
-olyn omial (9olume Aliran)
*ambar %.' *raik -engaruh 5ubungan "ukaan #amper terhadap 9olume Aliran Analisis *raik Dari graik dapat diketahui bahwa #olume aliran adalah besar #olume luida yang mengalir pada satuan waktu. 8erlihat bahwa semakin besar bukaan damper maka #olume aliran juga semakin besar. 5al ini disebabkan dalam pengukuran #olume aliran yang dipakai adalah perbedaan tekanan, karena tekanan berbanding terbalik dengan #olume aliran, sehingga semakin besar bukaan damper maka semakin besar pula #olume aliran. Sedangkan saat damper tertutup penuh, tidak ada #olume aliran yang mengalir. -ada percobaan ini berlaku hukum kontunuitas. Eamun pada percobaan kali ini terjadi penyimpangan data karena pada saat damper tertutup penuh, #olume aliran tetap ada atau aliran tetap mengalir yang seharusnya tidak ada aliran. 5al ini disebabkan kemungkinan pada saat menutup, damper tidak tertutup dengan sempurna. "isa dilihat dari data yang diperoleh, aliran yang mengalir sangat dekat dengan + atau lebih tepatnya hanya +.++''+?6';.
1.).3. 6rafik Pengaru% Putaran Fan ter%aa+ Tekanan 7fektif Venturi $% % 3%
$P "kPa&
!% &% % $%%
&%%%
&$%%
!%%%
!$%%
Putaran Fan "r+m& "eda 8ekanan
-olynomial ("eda 8ekanan)
*ambar %.'= *raik -engaruh -utaran Fan terhadap 8ekanan 2ekti 9enturi Analisis *raik Dari graik dapat diketahui bahwa N- adalah besar beda tekanan eekti #enturi. 8erihat bahwa semakin besar putaran fan maka perbedaan tekanan eekti #enturi semakin besar. 5al ini dikarenakan pada #enturi memiliki daerah luas penampang besar dan kecil. 4ula:mula udara yang mengalir dari fan menuju ke arah #enturi diawali di daerah dengan luas penampang besar. Sesuai hukum kontunuitas maka kecepatannya semakin rendah. Setelah itu mengalir ke #enturi dengan luas penampang yang kecil. Semakin kecil luas penampang maka semakin besar kecepatannya akibatnya tekanannya akan semakin kecil, namun tidak pada perbedaan tekanannya, terjadi perbedaan tekanan yang semakin tinggi seiring dengan bertambahnya kecepatan putaran fan.
1.0
Kesim+ulan an Saran
1.0.1
Kesim+ulan
-ada praktikum dengan alat Centrifugal Fan !esting Apparatus dapat disimpulkan bahwa %. -utaran Fan berbanding lurus dengan kenaikan tekanan statis, sehingga ketika putaran Fan semakin tinggi maka perbedaan tekanan statisnya juga akan ikut bertambah besar, baik pada tekanan masuk maupun tekanan keluar. '. -engaruh bukaan #amper terhadap tekanan statis, baik pada tekanan masuk maupun tekanan total berbanding terbalik. Sedangkan pada tekanan keluar berbanding lurus, hal ini dibuktikan dengan semakin meningkatnya tekanan pada sisi keluar ketika #amper semakin ditutup. 6. -ada pengukuran kecepatan #olume aliran, besar putaran Fan dan pembukaan #amper berbanding lurus terhadap kenaikan perbedaan tekanan eekti #enturi. 0. 5ubungan antara putaran Fan dengan tekanan eekti #enturi adalah semakin besar putaran Fan maka perbedaan tekanan dalam #enturi semakin besar. 8ekanan pada Fan berkaitan erat dengan kecepatan aliran luida dan luas penampang aliran luida. 5al ini sesuai dengan hukum kontinuitas di mana
P% P' A% x #% A' x #'
8ampak pada rumus bahwa luas penampang dan kecepatan aliran luida berbanding terbalik. >ika luas penampang semakin kecil, maka kecepatan aliran luida semakin besar. Sehingga tekanan luida pun rendah. "egitu pula sebaliknya.
1.0.2
Saran
%. Sebaiknya alat praktikum diperbarui untuk meminimalisir kesalahan data yang didapat pada saat praktikum. '. Sebaiknya untuk membuat janji asistensi dengan asisten dapat melalui sms untuk memudahkan komunikasi. 6. Sebaiknya praktikan melakukan praktikum dengan lebih cermat dan teliti. 0. Sebaiknya saat praktikum alat:alat sudah dipastikan benar sehingga dapat berjalan dengan lancar dan lebih eekti.
