kisah islami seorang lukmanul hakim, anaknya dan keledainya

 Dalam kisah ini, Lugmanul Hakim ingin memberi pengajaran kepada putranya tentang ketetapan hati dalam pengambilan keputusan.

Pada suatu hari, Luqmanul Hakim mengajak anaknya untuk melakukan perjalanan jauh dengan mengendarai seekor keledai. "Wahai Anakku, naiklah kepunggung keledai, aku yang akan berjalan kaki menuntunnya."  sahut Lukmanul Hakim kepada Putranya. Ketika memasuki sebuah perkampungan, org2 yg melihatnya berkata, " anak macam apa itu, dia sendiri di atas keledai sementara ayahnya yg tua dibiarkan berjalan kaki."

Mendengar itu, langkah keledaipun dipercepat hingga meninggalkan perkampungan itu. "Ayah, aku mendengar tadi org2 kampung mencibirku sebagai anak durhaka, karena membiarkan Engkau jalan kaki sementara aku diatas keledai. Biarlah, ayah di atas keledai dan aku berjalan kaki menuntunnya." Pinta Putra Lukamnul Hakim.

'Baiklah kalau begitu Nak," kemudian Lukman naik keledai dan sang anak berjalan kaki menuntunnya. Selang beberapa saat, merekapun tiba disebuah kampung. Melihat kondisi demikian, org2 kampung berkata, "aduuhh, sungguh ayah yg tidak punya perasaan. Anaknya berjalan kaki sedangkan dia di atas keledai. Ayah macam apa itu?"

Setelah melewati kampung kedua, Putra Lukmanul Hakim berkata pada Ayahnya, "Ayah, aku tidak suka mendengar org2 kampung menghina Engkau tadi. Apa tidak lebih baik kita berdua di atas keledai?"

"Baiklah kalau begitu Nak," kemudian merekapun berdua di atas punggung keledai berjalan hingga memasuki kampung ketiga dalam perjalanannya.

"Haii.. lihatlah, dua orang mengendarai seekor keledai kurus, apa mereka tidak punya rasa kasihan sedikitpun terhadap binatang?" Sahut org2 kampung melihat kedatangan Lukmanul Hakim dan Anaknya.

"Ayah, org2 kampung membicarakan kita tidak punya belas kasihan terhadap binatang, lebih baik kita berdua tidak naik keledai. Biarkan kita jalan kaki saja sambil menuntun keledai." Pinta anaknya.

"Baiklah kalau begitu Nak," kemudian Lukamanul Hakim berserta putranya meneruskan perjalanan sambil jalan kaki. Namun dipinggiran kampung, org2 melihat kondisi tersebut kembali mencibir, "Sungguh bodoh kedua org ini, ada keledai tapi jalan kaki. kenapa tidak ditungganginya saja?"  Mendengar hal tsb, Lukmanul Hakim mempercepat langkahnya hingga tiba ditepi hutan.

"Anakku, mari kita istirahat sejenak dibawah pohon itu." Ajak Lukmanul Hakim.

Setelah mereka berdua duduk di bawah pohon rindang, Lukmanul Hakim kemudian berkata kepada anaknya, "Anakku. apa yang telah kita alami selama perjalanan ini adalah pelajaran yang sangat berharga. Jika engkau mengikuti keinginan setiap orang, maka Engkau akan terombang-ambing dalam ketidakpastian. Engkau akan berbuat hanya demi menyenangkan hati kebanyakan orang tapi akan menyiksa dirimu sendiri.  Engkau akan hidup bagai daun-daun kering yg terbang tanpa tujuan mengikuti kehendak angin."

Sambil memeluk pundak anaknya, Lukmanul hakim berkata pelan melanjutkan, "Catat wahai anakku ... Engkau harus memiliki keyakinan kuat dan ketetapan hati dalam mengambil keputusan dalam hidup ini."

kisah ku menjadi mahasiswa teknik kimia

Teknik Kimia. Bukan sembarang orang bisa masuk ke sana (katanya). Aku kuliah di teknik kimia UNLAM (dan sebenarnya aku tidak merasa pintar untuk bisa masuk sana). Dua tahun setengah sudah aku lalui, suka duka di tekkim. Mulai dari euforia awal semangat kuliah, masa-masa mulai merasa jenuh, dilanjutkan masa-masa menjadi mahasiswa yang gak jelas, hingga kadang aku merasa ingin cepat2 keluar(lulus) dari tekim. Mungkin masuk tekim bukanlah pilihan yang baik tapi inilah yang telah ditakdirkan Oleh Allah SWT untukku, dan  ini merupakan nikmat yg sangat besar yang telah Allah limpahkan buatku.

Awalnya aku pikir tekim itu hanyalah melulu kimia. Namun ternyata aku salah besar. Di tekim ini lah aku menemui matematika, fisika, kimia, dan biologi. Otak serasa mau pecah saat tak bisa memahami Matematika Teknik Kimia. Tekim itu sangat kompleks. Dosenku sering bilang kalau tekim itu termasuk Universal Engineering. Katanya prospek kerja tekim sangatlah luas (saking luasnya, lulusan tekim mungkin bingung mau kerja di mana) dan bisa diterima di mana-mana. Aku tak mengamini mentah-mentan statement tadi. Prospek kerja luas tanpa didukung skill cukup tentu sama saja dengan omong kosong. Bahkan IPK cumlaude hanya sekadar tiket masuk sebuah perusahaan. Masalahnya, kebanyakan mahasiswa tekim di kampusku begitu mengagungkan IPK. Apa pun dilakukan demi mendapat IPK bagus. Well, itukah tujuan kita kuliah?? Banyak yang harus aku ceritakan. Segalanya akan aku mulai dari sini.

Dosen-dosen di tekim UNLAM kebanyakan S2 (bahkan lebih) dan cukup lihai dalam mengajar. Kadang ada dosen yang sangat pintar namun sangat lemah dalam berkata-kata sehingga tak jarang banyak mahasiswa yang hanya bengong saat beliau mengajar. Ada juga dosen yang hanya masuk kelas beberapa menit saja (dosen seperti inilah yang jadi favorit para mahasiswa). Ada dosen yang pelit amat jika bicara soal nilai, ada dosen yang murah nilai, ada dosen yang galak, dan masih banyak tipe dosen yang lain. Ragam tipe dosen maka ragam pula tipe mahasiswanya. Ada mahasiswa yang gemar sekali organisasi (biasanya yang banyak omong saat di kelas), ada pula yang sangat serius dalam kuliah sehingga jarang ikut acara-acara kampus, ada yang begitu cuek pada kuliah dan lebih memilih banyak bermain selama kuliah, ada yang separo organisasi separo kuliah, ada yang ambisius jadi fungsionaris sebuah organisasi, ada yang cukup menjadi anggota saja. Well, meski kami memiliki banyak karakter, namun kami hampir sama dalam hal impian: lulus dengan nilai baik kemudian dapat pekerjaan yang sesuai bidang kami

Cukup sekian untuk bagian ini. Aku hanya ingin memberi gambaran awal tentang tekim. Selanjutnya kalian bisa melihat ada apa saja di tekim (mulai dari mata kuliah hingga kegiatan yang ada di sana), kalian akan melihat lelahnya praktikum, lelahnya membuat laporan, kalian akan aku tunjukkan seberapa kompak angkatanku, seberapa jenuhnya aku di tekim.. Bahkan kalau kalian juga bisa tahu segala mimpi-mimpi gilaku selama di tekim. It's all about me, my life, my story, and my dreams.

Solid In Bend praktikum OTK 1

ABSTRAK

Sistem perpipaan terdapat energy losses akibat ekspansi, kontraksi, katup, tikungan dan, tentu saja, gesekan dari dinding pipa. Jika arah arus diubah ataupun dibelokkan seperti ketika cairan sedang mengalir berbelok di dalam pipa dan melalui sambungan dalam bermacam-macam penampang melintang, energi yang hilang tidak dapat kembali. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan faktor-faktor kehilangan (head loss factor,k) karena fitting, seperti belokan (bends), kontraksi, pergeseran, dan gate valve dengan cara pengukuran perbedaan tekanan (pressure drop) yang terjadi pada fitting.

Kehilangan yang melintasi semua fitting pipa diukur  kecuali gate valve, yang masih terbuka. Aliran diukur dari kran pompa dan membuka flow control valve untuk putaran 0, dibaca dan dicatat tinggi manometer setelah levelnya steady. Air yang keluar dari flow control valve ditampung dengan tangki volimetrik selama 4 detik, kemudian dicatat volume air yang tertampung tersebut, diulangi sebanyak tiga kali. Prosedur set up hasil percobaan diulangi untuk putaran flow control valve 1/2,  1, 1¹/₂, dan 2.

Semakin besar nilai flowrate, nilai head lossnya akan semakin besar pula. Pada percobaan, nilai Reynold’s Number menunjukkan bahwa aliran adalah turbulen pada semua bukaan. Faktor-faktor yang mempengaruhi head loss yaitu bukaan, fitting, bends, gate valve, dan kontraksi.

Kata kunci : fluida, flowrate,  head loss, fitting, dan pressure drop

PERCOBAAN III

ENERGY LOSSES IN BENDS

8.1  Pendahuluan

8.1.1  Tujuan

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan faktor-faktor kehilangan (head loss factor,k) karena fitting, seperti belokan (bends), kontraksi, pergeseran, dan gate valve dengan cara pengukuran perbedaan tekanan (pressure drop) yang terjadi pada fitting.

8.1.2  Latar Belakang

Hampir semua pipa dalam industri memiliki fitting  seperti belokan (bends), kontraksi, perbesaran dan sebagainya, dimana fitting tersebut akan menyebabkan gesekan dan perubahan tekanan sehingga mengakibatkan kehilangan energi pada pipa atau biasa disebut head loss factor (k). Besarnya koefisien kehilangan energi sangat dipengaruhi oleh tekanan, velocity dan flowrate dari fluida serta cross sectional area pada pipa.

Energy losses in bends  dalam industri digunakan untuk menentukan seberapa besar kerugian yang akan ditanggung, serta untuk mengurangi kehilangan energi yang lebih besar sehingga penanggulangan terhadap masalah-masalah energy losses ini dapat ditemukan. Untuk itu perlu kiranya mempelajari bagaimana pengaruh faktor-faktor tersebut terhadap nilai koefisien kehilangan energi yang dihasilkan.

8.2  Dasar Teori

Pada praktiknya, tidak ada aliran fluida yang bebas dari gesekan dan kita harus memperhitungkan rugi karena adanya gesekan tersebut. Rugi akibat gesekan terjadi viskositas cairan dan gangguan arus sehingga mengakibatkan turbulensi. Jika arah arus diubah ataupun dibelokkan seperti ketika cairan sedang mengalir berbelok di dalam pipa dan melalui sambungan dalam bermacam-macam penampang melintang, energi yang hilang tidak dapat kembali. Kehilangan energi harus sebanding dengan kecepatan fluida (Mc cabe, 1986: 308).

Kehilangan energi yang terjadi dalam pipa biasanya karena fitting yang diekspresikan dalam suku head loss (h, meter) dalam bentuk :

                                                                      ……...……… (8.1)

Dimana :          k    =    konstanta kehilangan

                        ν    =    kecepatan rata-rata aliran dalam fitting

Apabila kecepatan fluida berubah, baik dalam arahnya maupun dalam besarnya, karena adanya perubahan dalam arah ataupun ukuran saluran, maka timbullah suatu gesekan sebagai tambahan terhadap gesekan kulit karena aliran di dalam pipa lurus. Gesekan itu meliputi gesekan bentuk yang terjadi dari penambahan turbulensi yang berkembang, sebab vortex yang terbentuk bila garis-garis arus biasa terganggu dan bila pemisahan lapisan batas terjadi ( Mc.Cabe, 1986:324).

Pipa-pipa sambung (fitting) dan katup (valve) bersifat menghambat aliran normal dan menyebabkan gesekan tambahan.Rugi gesekan yang disebabkan oleh pipa sambung itu mungkin lebih besar dari yang berasal dari bagian pipa lurus. Rugi gesek h_ff yang disebabkan oleh pipa sambung bisa didapatkan dari persamaan berikut:

                                                       ….......................... (8.2)

Dimana K_f = faktor rugi pipa sambung

              ν_a = kecepatan rata-rata dalam pipa yang menuju pipa sambung

Faktor K_f didapat dari experiment dan berbeda untuk setiap jenis sambungan (Kenneth, 2008:178).

Persamaan kesetimbangan untuk penjumlahan dari energi kinetik dan potensial mungkin didapat dari kesetimbangan momentum yang membentuk persamaan dengan adanya velocity vektor. Hasil persamaannya disebut dengan mechanical energi balance yang berisi sejumLah istilah untuk penghamburan energi mekanik menjadi energi panas dengan menggunakan faktor kekentalan. Persamaan energi mekanikjuga didapatkan dari persamaan total energi dengan jalan yang menyatakan hubungan antara penghilangan energi dan pembangkitan entropi. Untuk kondisi spesial yang sama seperti pada persamaan kesetimbangan energi total, persamaan energi mekanik dapat ditulis :

           .............................   (8.3)

dimana L_v = E_v / m ( energi kehilangan per unit massa )

Persamaan diatas juga disebut dengan persamaan Bernoully teknik. Untuk aliran incompressible, persamaannya menjadi :

                          ………. .............  (8.4)

Persamaan Bernoulli untuk aliran incompressible di atas dapat di persingkat, dimana tidak ada shaft work yang bekerja.

                     ………………                   (8.5)

Tidak seperti persamaan momentum, persamaan Bernoully tidak mudah di generalisasikan untuk banyak inlet atau outlet pada pipa.

Dalam metode velocity head, kehilangan atau kerugian di laporkan sebagai nilai dari velocity head (k). Sehingga persamaan Bernoully untuk cairan incompressible dapat ditulis :

            ………..        (8.6)

Dimana v menunjukkan kecepatan yang besar dengan koefisien kehilangan velocity head ( k) yang kecil ( Perry, 1997:200 ).

Karena kompleksnya aliran dalam fitting, k biasanya ditentukan dengan experiment. Untuk experiment fitting  pada pipa, head loss dihitung dari pembacaan dua manometer, sebelum dan sesudah tiap fitting, dan K ditentukan sebagai berikut:

 ………….........................................................................(8.7)

Karena perbedaan cross sectional area dalam pipa melalui enlargement dan contractional, maka sistem mendapat perubahan tambahan dalam static pressure perubahan ini dapat dihitung dengan persamaan:

       ………………………...................................................(8.8)

Untuk mengurangi efek perubahan area ini dalam pengukuran head losses, harga ini ditambahkan ke perubahan head loss untuk enlargement dan contraction.

Untuk eksperiment gate valve, perbedan tekanan sebelum dan sesudah gate diukur langsung menggunakan pressure gauge. Yang mana ini dapat dikonversi menjadi sama dengan head loss menggunakan persamaan 1 bar = 10,2 m water                             

(Tim Dosen Teknik Kimia, 2014:2).

Terjadi penghilangan energi pada fluida yang disebabkan oleh fitting, yang mana fitting tersebut atas enam jenis, yakni:

1.      Contraction

Yaitu pipa yang mengalami pengukuran cross sectional area secara mendadak dari saluran dengan membentuk pinggiran yang tajam, sehingga tekanan yang melewatinya akan bertambah. Adapun gambaran dari contraction :

                              

                               Gambar 8.1 Contraction

Dengan persamaan :  hc = Kc ……………………                                     (8.9)

2.      Enlargement

Yaitu pipa yang mengalami penambahan cross sectional area secara mendadak dari saluran, sehingga tekanan yang melewatinya semakin kecil. Adapun gambaran dari enlargement :

                             

                                                Gambar 8.2 Enlargement

3.      Long Bend

Yaitu belokan panjang pada pipa dengan sudut yang melingkar dan cross sectional area yang besar sehingga tekanan kecil. Adapun gambaran long bend pada pipa.

                                          

                                                      Gambar 8.3 Long Bend

4.      Short Bend

Yaitu belokan pipa seperti  long bend tetapi lebih pendek dan cross sectional area yang lebih kecil sehingga tekanannya lebih besar. Adapun gambaran dari short bend adalah:

                               

                                             Gambar 8.4 Short Bend

5.      Elbow Bend

Yaitu merupakan belokan pada pipa yang membentuk pipa siku-siku (90⁰) dengan cross sectional area yang sangat kecil sehingga menimbulkan tekanan yang sangat besar. Adapun gambaran dan elbow bends adalah:

                                  

                                  Gambar 8.5 Elbow Bend

6.      Mitre Bend

Yaitu pipa yang memiliki cross sectional area yang besar sehingga pada pipa yang dialiri oleh fluida akan menimbulkan tekanan yang kecil. Mitre bend ini berupa belokan pada jenis fitting yang sama pada jenis fitting long bend yang juga memiliki cross sectional area yang besar

Gambar 8.6 Mitre Bend

(Geankoplis, 1997:93).

Friction losses dalam aliran pipa lurus dihitung menggunakan fanning friction factor. Akan tetapi, jika kecepatan dari fluida berubah terhadap jarak, maka tambahan friction losses terjadi. Hasil ini dari pertambahan keturbulenan yang berkembang karena vorice dan sebab lain. Metode untuk memperkirakan beberapa losses, dipaparkan sebagai berikut:

1.      Sudden enlargement losses. Jika cross section dari pembesaran pipa berangsur-angsur, sangat kecil atau tidak ada extra losses maka tidak terjadi. Akan tetapi, jika perubahan secara tiba-tiba hasil dalm pertambahaan losses karena terbentuk putaran dari jet expanding dalam enlarge section.

Friction losses ini bisa ditentukan dengan mengikuti aliran dalam kedua section. Berikut persamaannya:

................                   (8.10)

    

      Dimana, h_ex        =   friction losses (J/Kg)

k_ex     =   coeficient expansion loss (1-A₁/A_2­)

v₁        =   kecepatan tinggi aliran dalam wilayah lebih kecil (m/s)

v₂      =    kecepatan rendah aliran (m/s)

α       =    1,0

Jika aliran laminer dalam kedua section, faktor α dalam persamaan menjadi ½. Untuk satuan English, persamaan sebelah kanan dari persamaan (7.10) diganti dengan gc, juga h=ft lbf/lbm.

2.      Sudden contraction losses. Ketika cross section dari pipa berangsur-angsur berkurang, aliran tidak dapat melewati tikungan tajam, dan pertambahan friction loss karena terjadi putaran. Untuk aliran turbulen, persamaannya sebagai berikut:

…………..                                (8.11)

Dimana, h_c       =    friction losses (J/Kg)

              k_c      =    coeficient contraction loss =0,55(1-A₁/A_2­)

v₂       =    kecepatan rata-rata dalam wilayah lebih kecil atau aliran rendah section (m/s)

              α       =    1,0 untuk aliran turbulen

Untuk aliran laminer, persamaan yang sama bisa digunakan dengan α = ½ (s2). Untuk satuan English, sebelah kanan dibagi dengan Gc (Geankoplis, 1997: 92-93).

8.3  Metodologi

8.3.1  Alat yang Digunakan dan Deskripsi Alat

Alat-alat yang digunakan adalah energy losses in bends and fitting apparatus, stopwatch, termometer, gelas ukur 1000 ml, dan hydraulich bench

Deskripsi Alat:

Gambar 8.7  Energy Losses in Bends and Fitting Apparatus

8.3.2  Bahan

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah air.

8.3.3  Prosedur Percobaan

8.3.1  Set up Peralatan

Inlet test rig dihubungkan dengan supply aliran dari pompa, keluaran dialirkan ke tangki volumetrik dan alat dipastikan sudah tepat penempatannya. Kran pompa dan flow control valve dibuka  dan dijalankan pompa untuk mengisi test rig dengan air. Aliran dibiarkan mengalir melalui manometer dan screw bleed udara dibuka secara perlahan untuk membuang semua udara, kemudian, dikencangkan screw bleed udara ketika level aliran pada manometer sudah steady. Ketinggian manometer dicatat pada keadaan steady untuk semua fitting.

8.3.3.2. Set up Hasil Percobaan

Kehilangan yang melintasi semua fitting pipa diukur  kecuali gate valve, yang mana semua terbuka. Aliran diukur dari kran pompa dan di buka flow control valve untuk putaran 1¾, dibaca dan dicatat tinggi manometer setelah levelnya steady. Air yang keluar dari flow control valve ditampung dengan tangki volimetrik selama 4 detik, kemudian dicatat volume air yang tertampung tersebut, diulangi sebanyak tiga kali. Prosedur set up hasil percobaan diulangi untuk putaran flow control valve 2, 2¼, 2¹/₂, 2¾ dan 3.

8.4.    Hasil dan Pembahasan

8.4.1  Hasil Pengamatan

Tabel 8.1 Hasil Pengamatan untuk Head Aliran dan Volume dengan t= 4s dan T= 29^oC pada bukaan ½ dan bukaan 1

Fitting	Bukaan ½		Bukaan 1
	∆H (mm)	V (m3)	∆H (mm)	V (m3)
Enlargement	1	2,03. 10-4	1	4,40. 10-4
Contraction	0		5
Long Bend	1		5
Short Bend	4		13
Elbow bend	4		15
Mitre	2		1

Tabel 8.2 Hasil Pengamatan untuk Head Aliran dan Volume dengan t= 4s dan T= 29^oC pada bukaan 1½ dan bukaan 2

Fitting	Bukaan 1½		Bukaan 2
	∆H (mm)	V (m3)	∆H (mm)	V (m3)
Enlargement	4	5,37. 10-4	3	5,57. 10-4
Contraction	9		10
Long Bend	8		8
Short Bend	15		20
Elbow bend	19		25
Mitre	1		1

8.4.2  Hasil Perhitungan

Tabel 8.3 Hasil perhitungan pada bukaan 1/2

Fitting	Flowrate Qt (m3/s)	Velocity (m/s)	Dynamic Head (V2/2g)	Koefisien Kehilangan	NRe
Enlargement	5,075. 10-5	0,1122	6,42. 10-4	1,559	3293,0766
Contraction	5,075. 10-5	0,1930	1,90.10-3	0	4318,7890
Long Bend	5,075. 10-5	0,1930	1,90.10-3	0,5259	4318,7890
Short Bend	5,075. 10-5	0,1930	1,90.10-3	2,1037	4318,7890
Elbow bend	5,075. 10-5	0,1930	1,90.10-3	2.1037	4318,7890
Mitre	5,075. 10-5	0,1930	1,90.10-3	1,0519	4318,7890

Tabel 8.4 Hasil perhitungan pada bukaan 1

Fitting	Flowrate Qt (m3/s)	Velocity (m/s)	Dynamic Head (V2/2g)	Koefisien Kehilangan	NRe
Enlargement	1,1. 10-4	0,2433	3,02. 10-3	0,3312	7137,7032
Contraction	1,1. 10-4	0,4184	8,93.10-3	0,5597	9360,922
Long Bend	1,1. 10-4	0,4184	8,93.10-3	0,5597	9360,922
Short Bend	1,1. 10-4	0,4184	8,93.10-3	1,4553	9360,922
Elbow bend	1,1. 10-4	0,4184	8,93.10-3	1,6792	9360,922
Mitre	1,1. 10-4	0,4184	8,93.10-3	0,1119	9360,922

Tabel 8.5 Hasil perhitungan pada bukaan 1 ½

Fitting	Flowrate Qt (m3/s)	Velocity (m/s)	Dynamic Head (V2/2g)	Koefisien Kehilangan	NRe
Enlargement	1,34. 10-4	0,2969	4,49. 10-3	0,8893	8711,2422
Contraction	1,34. 10-4	0,5107	1.33.10-2	0,6764	11424,58
Long Bend	1,34. 10-4	0,5107	1.33.10-2	0,4509	11424,58
Short Bend	1,34. 10-4	0,5107	1.33.10-2	1,1274	11424,58
Elbow bend	1,34. 10-4	0,5107	1.33.10-2	1,4280	11424,58
Mitre	1,34. 10-4	0,5107	1.33.10-2	0,0752	11424,58

 Tabel 8.6 Hasil perhitungan pada bukaan 2

Fitting	Flowrate Qt (m3/s)	Velocity (m/s)	Dynamic Head (V2/2g)	Koefisien Kehilangan	NRe
Enlargement	1,139. 10-3	0,3080	4,838. 10-3	0,6200	9035,6833
Contraction	1,139. 10-3	0,5297	1.43.10-2	0,6986	11850,076
Long Bend	1,139. 10-3	0,5297	1.43.10-2	0,5589	11850,076
Short Bend	1,139. 10-3	0,5297	1.43.10-2	1,3971	11850,076
Elbow bend	1,139. 10-3	0,5297	1.43.10-2	1,7464	11850,076
Mitre	1,139. 10-3	0,5297	1.43.10-2	0,0699	11850,076

8.4.3. Pembahasan

Percobaan energy losses in bends ini dilakukan dengan variasi bukaan pada valve, yaitu 1/2, 1, 1½, dan 2. Pada percobaan ini, dilakukan pengamatan terhadap berbagai macam fitting, yaitu enlargement, contraction, long bend, short bend, elbow bend dan mitre.  Variasi bukaan ini bertujuan untuk mengetahui kecepatan aliran yang keluar berdasarkan variasi bukaan. Semakin besar aliran fluida yang dikumpulkan dalam waktu 4 detik maka volume yang aliran yang ditampung akan semakin besar seiring dengan besar bukaan.

Nilai head loss coefficient ditentukan dari besarnya nilai dynamic head dan velocity dari aliaran fluida pada tiap fitting head loss yang terbaca.  Pada manometer terlihat bahwa  nilai head loss (h) yang diperoleh berbeda-beda pada setiap jenis fitting. Hal ini disebabkan tiap fitting memiliki cross sectional area yang berbeda-beda. Cross sectional area yang besar, maka nilai tekanan yang melewatinya akan semakin kecil begitu juga sebaliknya. urutan head loss terbesar adalah short bend, contraction, long bends, enlargement, dan mitre. Pada elbow bends, short bends, dan mitre terjadi penurunan nilai head loss. Hal ini karena fluktuasi nilai head loss pada bukaan terakhir akibat kekuatan pompa tidak stabil. Hubungan antara head loss dan dynamic head berbanding lurus. Sehingga dapat disimpulkan percobaan ini telah sesuai dengan teori dari persamaan 8.1 yang menyatakan bahwa  head loss  berbanding lurus dengan dynamic head .

         Gambar 8.8 Grafik hubungan Antara Head loss dengan Dynamic head

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa nilai head loss tertinggi dimiliki oleh fitting elbow bend . Hal ini karena cross sectional area yang dimiliki oleh elbow bend kecil sehingga menghasilkan tekanan yang besar dan menyebabkan besarnya head loss akibat bukaan valve diperbesar. Nilai heas loss berturut-turut dari yang terbesar ke yang terkecil adalah elbow bend, short bend, contraction, long bend, enlargement , dan mitre. Namun, pada  fitting mitre terjadi penurunan nilai head loss . Hal ini disebabkan  aliran fluida yang mengalir melewati  cross sectional area yang besar sehingga tekanan pada aliran tersebut  mengecil dan friction yang terjadi juga mengecil.Hal ini yang menyebabkan semakin besar bukaan pada bench valve maka semakin kecil head loss yang terjadi apabila aliran melewati daerah yang memiliki cross sectional area yang besar.

Gambar 8.8 Grafik Hubungan Antara koefisien Head loss dengan Flow rate

Dari gambar 8.8 dapat diketahui bahwa semakin besar bukaan maka akan semakin besar flowrate sehingga volume yang terkumpul juga semakin besar.   Pada tiap-tiap fitting, head loss yang terbaca berbeda-beda. Hal ini karena tiap fitting memiliki cross sectional area yang berbeda untuk tiap area yang berbeda-beda yang dilalui fluida. Adapun koefisien head loss terbesar terdapat pada fitting elbow karena memiliki cross sectional area yang paling kecil.

Pada grafik di atas dapat dilihat bahwa bentuk grafik naik turun, hal ini disebabkan karena  nilai head loss dari tiap fitting berbeda-beda. Perbedaan ini disebabkan oleh perbedaan daerah cross sectional area pada tiap fitting. Flow rate pada tiap-tiap fitting yaitu:

a.  contraction memiliki flow rate  yang bertambah besar karena terjadi pengurangan ukuran cross sectional area  secara tiba-tiba.

b. Enlargement memiliki flow rate  yang berkurang karena pertambahan cross sectional area  pada saluran.

c. Long bend memiliki flow rate mengalami penurunan pada belokan yang melingkar karena cross sectional area  yang besar.

d. short bend  memiliki flow rate mengalami   penurunan namun lebih kecil dari pada  long bend.

e.  Elbow bend  memiliki flow rate yang  sangat besar karena cross sectional area yang sangat kecil.

f. Mitre bend  memiliki flow rate yang besar   karena cross sectional area yang besar.

Semakin besar cross sectional area pada tiap fitting, maka nilai head loss-nya akan semakin kecil, dan sebaliknya. Data diatas sudah sesuai dengan teori yang menyatakan  bahwa semakin besar bukaan pada bench valve maka semakin  besar pula nilai flowrate-nya. Namun pada fitting enlargement dan mitre semakin besar nilai flowratenya maka akan semakin kecil nilai koefisien head lossnya. Hal ini karena flowrate yang melewati cross sectional area yang besar akan menghasilkan nilai head loss yang kecil karena friction yang terjadi juga kecil.

8.5 PENUTUP

8.5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah koefisien kehilangan tertinggi terdapat pada fitting elbow di bukaan ½ sebesar 3,1037 diikuti dengan short bend pada bukaan ½ sebesar 2,1036, Contraction pada bukaan 2  sebesar 0,6986. Long bend pada bukaan 1 sebesar 0,5597. Enlargement pada bukaan 1 ½ sebesar 0,8893 dan mitre pada bukaan ½ sebesar 1,0519.

8.5.2 Saran

Sebaiknya lebih teliti dalam mengamati nilai pada fitting agar data yang didapat lebih akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Geankoplis, J.C. 1997, Transport And Unit Operation 2^nd Edition, Allyn And Brown, Ind Massachusset.

Kenneth, Lewis. 2008. Expriment Energy Losses in Bends. Clarkson University. New York.

Mc Cabe dkk. 1986. Operasi Teknik Kimia jilid 1. Erlangga. Jakarta.

Perry, R.H, 1997. Chemical Engineers hand book 7^th edition, Mc Graw Hill Companies. New York.

Tim Dosen Teknik Kimia. 2014. Penuntun Operasi Teknik Kimia I. Progam Studi S1 Teknik Kimia. Banjarbaru.

LAMPIRAN

PERHITUNGAN  LOSS IN BENDS

A.      Perhitungan Energy Loss in Bend

Contoh perhitungan pada fitting enlargement bukaan 1/2

1.      Head loss (∆H)

∆H = h₁-h₂

Dimana :

h₁ = Tinggi manometer 1 (m)

h₂ = Tinggi manometer 2 (m)

∆H = Head loss (m)

∆H = h₁-h₂

      = 0.331 m - 0.330 m

      = 0.001 m

      Perhitungan selanjutnnya dapat dilihat pada tabel hasil perhitungan.

2.      Volume rata-rata

V =  =

                              =  203 mL

                              = 203 x 10^-6 m³

Flowrate (m³/s)

= Volume rata-rata (m³)

t   = Waktu rata-rata (s)

Q =

    =

    = 5.075 x 10^-5 m³/s

Perhitungan selanjutnnya dapat dilihat pada tabel hasil perhitungan.

3.    Velocity (v)

V =

   =  

   =  0.1122 m/s

Perhitungan selanjutnnya dapat dilihat pada tabel hasil perhitungan.

4.      Menentukan Reynold Number

T = 28 ^oC

Kinematic Viscosity = 0.836 x 10^-6 m²/s

Re =

=    

   =  9035.6833 (Turbulen > 4100)

Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada tabel hasil perhitungan.

5.      Dynamic Head

Dynamic head =

Dimana :

v  = Velocity (m/s)

g  = 9,8 m/s²

Dynamic head =

                  =

                  = 0,0048389 m

Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada tabel hasil perhitungan.

6.        K

K =

Dimana :

∆H = Head loss (m)

g  = 9,8. m²/s

v  = Velocity (m/s)

K =

    =

     = 1,5559

Perhitungan selanjutnnya dapat  dilihat pada tabel  hasil perhitungan.