LAPORAN PRAKTEK
FENOMENA MESIN DAN PRESTASI MESIN
D
I
S
U
S
U
N
Oleh :
JUSUF GANDI LUMBAN TOBING
08 813 0024
TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MEDAN AREA
2010
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan laporan ini.
Laporan ini penulis sajikan sedemikian rupa berdasarkan hasil-hasil yang diperoleh dari beberapa percobaan yang telah dilaksanakan di Laboratorium Pengujian Mesin Universitas Medan Area,Yang mana didalam Laporan ini penulis membuat dan menjelaskan serta berbagai pengalaman kepada para pembaca tentang hasil- hasil yang diperoleh dari percobaan – tersebut sehingga para pembaca dapat mempelajari dan memahaminya.
Penulis merasa kesulitan dalam pembuatan Laporan ini,karena banyaknya hambatan dan tantangan dalam pembuatannya.
Tujuan Laporan ini dibuat oleh penulis tidak lain adalah untuk mengembangkan pengetahuan umum mengenai pengetahuan tentang Fenomena Mesin dan Prestasi Mesin yang mendukung segala bidang.baik untuk pemula maupun tingkat menengah ataupun kaum awam (mahir). Sehingga Laporan ini kelak berguna untuk para pembaca.
Untuk lebih jelasnya Laporan di tulis berhubungan dengan Mata Kuliah Mekanika Fluida dan juga Termodinamika.
Oleh karena itu penulis menyadari seperti Pepatah yang mengatakan : “ Tidak ada gading yang tidak retak”, maka dengan itu penulis mengharapkan kritik dan saran atas penyempurnaan makalah ini yang membangun ide – ide baru.
Demikianlah penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, ………Juni 2010
Jusuf,G.L.Tobing
DAFTAR ISI
HALAMAN
KATA PENGANTAR............................................................................................. i
DAFTAR ISI........................................................................................................... ii
PENDAHULUAN.................................................................................................. 1
TEORI BERNAULLI............................................................................................. 2
Ø Tujuan Percobaan........................................................................................ 2
Ø Alat Percobaan............................................................................................ 2
Ø Landasan Teori............................................................................................ 2
Ø Prosedur Percobaan..................................................................................... 2
Ø Percobaan dan Perhitungan ........................................................................ 3
Ø Kesimpulan................................................................................................. 6
PUMP CHARACTERISTIC.................................................................................. 7
Ø Tujuan Percobaan........................................................................................ 7
Ø Alat Percobaan............................................................................................ 7
Ø Landasan Teori............................................................................................ 7
Ø Prosedur Percobaan..................................................................................... 8
Ø Percobaan dan Perhitungan ........................................................................ 8
Ø Kesimpulan................................................................................................. 8
LOSSIS PADA ALIRAN....................................................................................... 9
Ø Tujuan Percobaan........................................................................................ 9
Ø Alat Percobaan............................................................................................ 9
Ø Landasan Teori............................................................................................ 9
Ø Prosedur Percobaan..................................................................................... 9
Ø Percobaan dan Perhitungan ...................................................................... 10
Ø Kesimpulan............................................................................................... 12
PENAMPANG ALIRAN ( FLOW METER )..................................................... 13
Ø Tujuan Percobaan...................................................................................... 13
Ø Alat Percobaan.......................................................................................... 13
Ø Landasan Teori.......................................................................................... 14
Ø Prosedur Percobaan................................................................................... 14
Ø Percobaan dan Perhitungan ...................................................................... 14
Ø Kesimpulan............................................................................................... 15
PELTON TURBIN IMPULS................................................................................ 15
Ø Tujuan Percobaan...................................................................................... 15
Ø Alat Percobaan.......................................................................................... 15
Ø Landasan Teori.......................................................................................... 15
Ø Prosedur Percobaan................................................................................... 15
Ø Percobaan dan Perhitungan ...................................................................... 16
Ø Kesimpulan............................................................................................... 16
POMPA SENTRIFUGAL.................................................................................... 17
Ø Tujuan Percobaan...................................................................................... 17
Ø Alat Percobaan.......................................................................................... 18
Ø Landasan Teori.......................................................................................... 18
Ø Prosedur Percobaan................................................................................... 18
Ø Percobaan dan Perhitungan ...................................................................... 18
Ø Kesimpulan............................................................................................... 18
PENDAHULUAN
Sesuai dengan perkembangan teknologi maka Jurusan Teknik Mesin perlu mempelejari dan mempraktekkan Fenomena dan prestasi mesin adapun yang dimaksud dengan Fenomena adalah perhitungan yang terjadi didalam aliran,pada jurusan teknik mesin ini sangat penting untuk dipelajari dan juga prestasi mesin ,disi akan dibahas aliran –alira yang terjadi padaadapun yang dipelajari didalam buku ini adalah mengaenai kapasitas suatu aliran –aliran Fluida,tekanan yang terjadi pada tabung ,kecepatan turbin kehilangan energi akibat gesekan-gesekan yang terjadi pada dan Volume Fluida yang dihasilkan persatuan waktu
TEORI BERNAULLI
TUJUAN PERCOBAAN
Untuk menyelidiki keabsahan berlakunya teori bernaulli pada aliran dalam pipa bundar dengan perubahan diameter.
ALAT PERCOBAAN
Bagian benda uji (5),adalah bentuk sempurna dari pipa dengan berbagai ukuran potongan melintang bebentuk bundar yang dilengakapi dengan alat pengukur tekanan dan secara serentak dapat memberikan besarnya tekanan pada 6 macam ukuran pipa .Bagian benda uji tersebut ,disambungkan pada masing- masing ujungnya dengan penghubung sedemikian rupa sehingga dapat di uji bentuk konvergen dan divergen,
Sebuah hypodermis (7),tersedia dan berfungsi untuk mengetahui head total pada setiap potongan melintang pipa..Percobaan dapat dimulai setelah pemasangan sumbat(6),sumbat kecil ini harus di kencangkan dengan tangan .Untuk menghindari kerusakan maka selama pengangkutan da penyimpanan alat peraga ini harus dalam keadaan terpasang ,sebuah pengukur tekanan tambahan (13) juga tersedia.Semualat pengukur takanan yang delapan buah dihubungkan dengan tabung manometer (3) .Tekanan dalam manometer diberikan dengan cara pemompaan denagn pompa tangan (10),yang tersimpan dibelakang papan manometer .Pemompaan dilakukkan melalui katup masuk (4) yang terdapat pada tabung horizontal dari tabung manometer .
LANDASAN TEORI
Sehubungan dengan aliran dalam pipa pada dua penampang ,maka persamaan bernaulli dapat ditulis sebagai berikut :
PROSEDUR PERCOBAAN
Dengan mengatur kaki penyangga,alat percobaan / penyangga dibuat horizontal diatas meja hidrolika,setelah menyemprotkan sejumlah kecil cairan kedalam benda uji,alat dihubungkan dengan aliran suplai dari meja hidrolika.periksa bahwa benda uji dihubungkan melalui bagian konvergen menurut arah aliran.bila ingin melakukan sebaliknya maka sumbat pada pembacaan total head harus dilepaskan dulu sebelum pemisahan alat penghubungnya.
Isikan dengan hati-hati semua tabung manometer dengan air agar semua kantung udara yang terdapat didalamnya habis terbuang.,serta periksa juga agar semua sambungan pipa bebas dari udara .dengan mengatur katup suplai air dan pengatur aliran.paras air diadalam tabung manometer dapat dinaikkan dan dapat diturunkan sesuai dengan yang diinginkan.untuk penurun yang sangat kecil dapat dilakukan dengan bantuan pmpa tangan yang dipompa pada lubang udara,untuk menaikan tekanan udara diatas kolom air.atur dengan seksama suplai air dan kecepatan aliran melalui kedua katup pengatur sedemikian rupa sehingga diperoleh kombinasi aliran dan tekanan yang sangat baik dan dengan perbedaan tekanan yang jelas dari yang tertinggi sampai ke yang terendah dalam tabung manometer.catat semua pembacan skala tekanan pada tiap tabung manometer menurut paras air yang terjadi.ambil sedikitnya tiga kali percobaan untuk berbagai kecepatan aliran,dengan bantuan stop watch dan tangki pegukur.
Masukkan sumbat pada ujung paralel dari pipa ,kemudian geserkan pipa ini kearah bagian potongan penampangnya mengecil,sejauh 1cm setiap kalinya .untuk masing-masing posisi tersebut,perhatikan jaraknya dari bagian ujung yang paralel dan catat pembacaan skala paras air pada tabung manometer.
Ulangi hal tersebut untuk aliran cepat dan lambat dan masing-masing pada tekanan statis rendah dan tinggi dari berbagai kombinasi bukaan katup pengatur aliran.
Tutup suplai aliran masuk,kuras air dari dalam alat percobaan /peraga ,cabut pipa sumbat ,lepaskan kedua penghubung ,balikkan benda uji dan pindahkan penghubung kemudian lakukan kembali percobaan dan ulangi prosedur diatas.
Catatan :Tekanan statis ekivalen pada konvigurasi konvergen dan divergen ,dapat diatur dengan menggunakan pengaturan jarak jauh melalui katup pengatur.
PERCOBAAN PERHITUNGAN
1mm = 0,0001 m 1mm2 = 0,000000 m2
1m3 = 1000 liter 1liter = 0,001m3
Dimana :
A= Luas Penampang Pipa (mm)
Q= Kapasitas Aliran (l/dtk)
D= Diameter Pipa (mm)
P= Tekanan Pipa (mm 
)
)| No | Diamter Pipa(D) (mm) | TEKANAN(P) ( mm ) | |||
| P (30) | P(20) | P(10) | P(5) | ||
| a. | 25 | 285 | 245 | 230 | 215 |
| b. | 13,9 | 230 | 200 | 180 | 170 |
| c. | 11,8 | 180 | 150 | 135 | 125 |
| d. | 10,7 | 117,5 | 95 | 80 | 75 |
| e. | 10,0 | 30 | 20 | 10 | 5 |
| f. | 25,0 | 105 | 80 | 70 | 60 |
Tabel Tekanan
| No | P Q | Pa | Pb | Pc | Pd | Pe | Pf |
| I. |  | 285 | 230 | 180 | 117,5 | 30 | 105 |
| II. |  | 245 | 200 | 150 | 95 | 20 | 80 |
| III |  | 230 | 180 | 135 | 80 | 10 | 70 |
| IV |  | 215 | 170 | 125 | 75 | 5 | 60 |
| No | DebitAliran(Q) (L/detik) | Pa ( mm ) | A  ( mm ) | Kecepatan (V  )(m/dtk) |
| I. | | 2,85.10-4 m2 | 1.96 m2 | 0,0914 m2 |
| II. | | 2,45.10-4 m2 | 1.96 m2 | 0,0857 m2 |
| III. | | 2,30.10-4 m2 | 1.96 m2 | 0,0831 m2 |
| IV. | | 2,15.10-4 m2 | 1.96 m2 | 0,8061 m2 |
| No | DebitAliran(Q) (L/detik) | Pb ( mm ) | A  ( mm ) | Kecepatan (V )(m/dtk) |
| I | | 2,3.10-4 m2 | 1.09 m2 | 0,1642 m2 |
| II | | 2.10-4 m2 | 1.09 m2 | 0,0857 m2 |
| III | | 1,8.10-4 m2 | 1.09 m2 | 0,0831 m2 |
| IV | | 1,7.10-4 m2 | 1.09 m2 | 0,8061 m2 |
| No | DebitAliran(Q) (L/detik) | Pc ( mm ) | A  ( mm ) | Kecepatan (V )(m/dtk) |
| I | | 1,8.10-4 m2 | 9,26 m2 | 0,1933 m2 |
| II | | 1,5.10-4 m2 | 9,26 m2 | 0,1814 m2 |
| III | | 1,35.10-4 m2 | 9,26 m2 | 0,1760 m2 |
| IV | | 1,25.10-4 m2 | 9,26 m2 | 0,1706 m2 |
| No | DebitAliran(Q) (L/detik) | Pd ( mm ) | A  ( mm ) | Kecepatan (V )(m/dtk) |
| I | | 1,75.10-4 m2 | 8,40 m2 | 0,2130 m2 |
| II | | 9,5.10-4 m2 | 8,40 m2 | 0,2 m2 |
| III | | 8. 10-5 m2 | 8,40 m2 | 0,1940 m2 |
| IV | | 7,5.10-4 m2 | 8,40 m2 | 0,1880 m2 |
| No | DebitAliran(Q) (L/detik) | Pe ( mm ) | A  ( mm ) | Kecepatan (V )(m/dtk) |
| I | | 3.10-5 m2 | 7,85 m2 | 0,2280 m2 |
| II | | 2.10-4 m2 | 7,85 m2 | 0,2140 m2 |
| III | | 1.10-5 m2 | 7,85 m2 | 0,2076 m2 |
| IV | | 5.10-6 m2 | 7,85 m2 | 0,2012 m2 |
| No | DebitAliran(Q) (L/detik) | Pf ( mm ) | A  ( mm ) | Kecepatan (V )(m/dtk) |
| I | | 1,05.-4 m2 | 1.96 m2 | 0,0914 m2 |
| II | | 5.10-5 m2 | 1.96 m2 | 0,0857 m2 |
| III | | 7.10-5 m2 | 1.96 m2 | 0,0831 m2 |
| IV | | 6.10-5 m2 | 1.96 m2 | 0,8061 m2 |
Untuk setiap pengaturan katup,tentukan kecepatan aliran untuk masing- masing posisi katup.tentukan head kecepatan teoristis .tambahkan head kecepatan teoritis tesebut terhadap pembacaan head statis untuk mendapatkan total head teoritis.
1. Apakah hasil perhitungan head tersebut sesuai dengan total head pada pipa sumbat? Apabila terdapat perbedaan jelaskan sebabnya?
2. Komentar mengenai keabsahan teori bernaulli pada system benda uji untuk setiap aliran konvergen dan aliran divergen ?
Catatan : Posisi perubahan penampang benda uji,telah dipilih sedemikian rupa agar terjadi perubahan yang seragam pada tekanan statis dan terlihat pada nominal garis lurus pada keenam tabung manometer yang relevan.manometer tidak memberikan indikasi profil sesungguhnya dari tekanan statis sesuai panjang pipa benda uji.
KESIMPULAN
1. Setelah penulis melakukan percobaan yang telah dijelaskan pada halaman sebelumnya,penulis menyimpulkan bahwa semakin kecil volume air maka tekanan pada diameter tabung akan semakin menurun.
2. Pada perhitungan teori bernaulli,pengaruh gesekan masih diabaikan.
PUMP CHARACTERISTIC
TUJUAN PERCOBAAN
Untuk menentukan/ menghitung karakteristik head atau jumlah aliran pada pompa sentrifugal dengan kecepatan tunggal.
ALAT PERCOBAAN
- Hydraulics Bench
- Centrifugal Pump.
- Stop Watch
LANDASAN TEORI
Dalam hal ini Daya air yang dihasilkan adalah :
Pw = 
g.h.q.............watt
g.h.q.............watt Dimana :
Massa jenis air = 1000 kg/m3 g = Gravitasi = 9,81 m/s 2
h = Total head ( m 
)
) q = Kapasitas air yang keluar ( m3/s ). z
Sedangkan Daya masukan dari listrik adalah :
P = I . V.............watt
Diamana :
P= Daya ..........(J)
I = Arus yang timbul .........(A)
V= Tegangan yang timbul .........(V)
PROSEDUR PERCOBAAN
- Letakkan pompa F1-27 disebelah kiri dari hidraulics bench dan dihubungkan dengan pompa F1-26 hidraulics bench dengan memakai selang yang telah dientukan.
- Periksa Pressure Gauge,manifold gauge da inlet gauge apakah dalam percobaan baik dan berfungsi ,lalu hubungkan pompa kelistrik dengan fungsi off
- Buka keran air masuk lalu hidupkan pompa dan ukur tekanan air masuk,saluran keluar dan laju aliran dengan memakai tabung ukur selama 20 detik yang diukur dengan stop watch
- Lakukan hal tersebut berulang-ulang dengan kecepatan putaran pompa yang berbeda.
PERCOBAAN DAN PERHITUNGAN :
P = I . V
| No | RPM | V | A | Pompa (w)=P.V | Kecepatan Aliran(V)=  |
| 1 | 1000 | 60 | 0,6 | 36 |  |
| 2 | 1500 | 90 | 0,8 | 72 |  |
| 3 | 2000 | 120 | 1 | 120 |  |
| 4 | 2400 | 145 | 1,2 | 174 |  |
KESIMPULAN
1. Semakin besar putaran poros pompa maka aliran fluida semakin deras dan waktu yang diperlukan untuk menambah volume akan semakin singkat.
LOSSIS PADA ALIRAN
TUJUAN PERCOBAAN :
Memperagakan kehilangan head dan karakteristik aliran dalam pipa pada saat melalui lengkungan dan alat penyambung.
ALAT PERCOBAAN
Pipa aliran masuk (11) dihubungkan dengan suplai dari meja hidrolika dan pipa aliran keluar melalui katup pengatur aliran (12) diarahkan ketangki pengukur volume.
Lengkungan panjang (1).pembesaran penampang(2),penyempitan penampang (3),lengkunga siku (4),lengkungan pendek (6)penyambung katup(9),dan lengkungan berjenjang (10).dipasang dalam rangkaian konfigurasi untuk memungkinkan pembandingan secara langsung .Debit aliran melalui rangkaian tadi diatur oleh katup pengatur aliran (12).
Pengukur tekanan didalam rangkaian tadi dihubungkan melalui duabelas manometer (5),yang juga dilengkapi dengan lubang keluar/masuk udara.(7)pad bagian atas pipa lubang seri dengan fasilitas penyambung dengan pompa tangan (13).
Dengan demikian memungkinkan untk mengatur tekanan didalam manometer pada paras yang baik dan cocok dengan sistem tekanan statis.
Sebuah penjepit yang berfungsi menutup kearah lengkungan berjenjang diperlukan bila ingin melakukan percobaan dengan penyambungan katup.Sebuah pengukuran tekanan differensial (14),menunjukkan hasil dari kehilangan /lossis pad aliran melalui katup.(9).
LATAR BELAKANG TEORI
Biasanya untuk menyatakan kehilangan energi head h
sehubungan dengan head kecepatan yang hilang pada bentuk lengkungan dan bentuk penyambungan lainnya didalam jaringan pipa.
sehubungan dengan head kecepatan yang hilang pada bentuk lengkungan dan bentuk penyambungan lainnya didalam jaringan pipa.PROSEDUR PERCOBAAN
Letakkan alat percobaan diatas meja hidrolika dan hubungkan pipa aliran masuk dengan suplai dari meja hidrolika dan arahkan pipa aliran keluar kedalam tangki pengukur volume.buka katup pengatur suplai dari meja hidrolika,katup penyambung dan katup pengatur aliran sehingga air mengisi dan mengaliri seluruh bagian alat percobaan serta menghilangkan semua gelembung udara.Kemudian tutp katup pengatur aliran dan buka lubang udara sehingga semua manometer terisi air.Pada percobaan ,tinggi tekanan dalam manometer dapat diatur dengan bantuan pompa tangan untuk menurunkannya dan dengan bantuan pembuangan udara untuk menaikkannya.Buka kembali katup pengatur aliran sedikit ,catat hasil pembacaan manometer pada masing-masing tabung dan ukur debit aliran .catat semua hasil pengamatan ini .diputar lagi bukaan katup pengatur sedikit demi sedikit,dan catat semua hasil pada setiap tahapannya sebagaimana diuraikan diatas sampai katup pengatur tertutup rapat.
Sekarang tutup kedua alat penghubung dengan alat penjepit.buka katup pengatur aliran sepenuhnya dan tutup katup penyambung kealat pengukur.baca dan catat tekanan pada alat pengukur dial.Buka lagi katup penyambung sedikit demi sedikit ,kemudian catat besarnya tekanan pada alat pengukur dial untuk setiap tahapannya dan juga ukur besar alirannya.Ulangi proses ini dengan menutup kembali katup penyambung secar bertahap sampai katuptertutup rapat.
PERCOBAAN DAN PERHITUNGAN
Hasil percobaan dan cara perhitungannya dilakukan denga cara tabulasi seperti berikut ini:
Luas penampang pipa (A)= 301,7 mm2 atau 3,017.10-4 m2 .
Percobaan dilakukan untuk bermacam ragam besar aliran masuk dari suplai meja hidrolika maupun posisi bukaan katup penyambung.
h
Dimana :
K = Koefisien Kehilangan Energi
V = Velocity /Kecepatan Aliran (m/s2)
h = Energi (l/dtk )
V = Volume(m)
g = Gravitasi = 9,81 m/s2
A = Luas penampang pipa = 301,7 mm2 atau 3,017.10-4 m2
H = Head (mm 
)
)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar