BAB III
PENGUJIAN DUCTING
3.1 PENDAHULUAN
Dizaman sekarang perkembangan teknologi terjadi sangat cepat. Begitu
juga pemanfaatan saluran yang digunakan untuk aliran udara (ducting)
berkembang dengan cepat pula. Hal ini didorong dengan adanya peralatan
yang cukup memadai untuk mengembangkan teknologi ini. Fungsi dari
ducting itu sendiri yaitu hanya untuk mengalirkan udara pada suatu saluran.
Sehinnga aliran udara tersebut dapat mencapai ke tempat yang diinginkan.
Ducting atau saluran udara ini sering dimanfaatkan untuk sistem pendingin
pada gedung bertingkat atau untuk sistem AC sentral. Selain tu pemanfaatan
ducting ini juga digunakan pada mobil dan industri-industri.
3.2 DASAR TEORI
3.2.1 Pengetahuan Umum Ducting
Secara umum proses ducting berfungsi untuk mendistribusikan
fluida secara merata. Pada pengujian ini arus aliran terjadi oleh tarikan
kipas (fan) yang terletak pada ujung kanan mesin. Selama udara
mengalir terjadi tekanan total dan tekanan statik pada saluran.
Perbedaan tekanan ini digunakan untuk menentukan kecepatan aliran
serta laju aliran volume udara.[1]
Jenis-Jenis Ducting
Jenis-jenis ducting dibedakan menjadi 4, berdasarkan
instalasi
kipasnya yaitu :
1. Tipe Free inlet, Free outlet
Pada jenis ini saluran masuk dan saluran keluar bebas terbuka,
sehingga udara yang masuk lebih banyak. Diantara kedua saluran
terdapat dua kipas yang terinstalasi pada ujungnya.
Gambar 3.1 Type A – Free inlet and outlet.[10]
2. Tipe Free inlet, Ducted outlet
Pada jenis ini saluran masuk diinstalasi sebuah kipas sedangkan
pada saluran keluar tidak ada instalasi kipas, sehingga kecepatan
aliran udara berkurang pada sisi keluar.
Gambar 3.2 Type B – Free inlet, Ducted outlet.[10]
3. Tipe Ducted inlet, Free outlet
Pada jenis ini saluran keluar terdapat instalasi kipas sehingga
kecepatan aliran pada sisi keluar lebih besar dari sisi masuknya.
Gambar 3.3 Type C – Ducted inlet, Free outlet.[10]
4. Tipe Ducted inlet, Ducted outlet
Pada jenis ini instalasi kipas berada di ujung saluran masuk dan
diameter saluran masuk dan saluran keluar sama besar, jenis ini
yang akan dilakukan pengujian pada pembahasan ini.
Gambar 3.4 Type D – Ducted inlet and outlet.[10]
Aplikasi Ducting
Pada fasilitas industri, ducting menjadi lebih beragam, tidak dapat
diakses, dan sulit dipisahkan dengan redaman suara konvensional,
Ducting ini bisa menyerap kelembaban mengurangi kinerja mereka
secara keseluruhan.
Gambar 3.5 Ducting – Sound Damping.[7]
Grilles ini dirancang untuk dipasang langsung agar ducting
melingkar dan tidak perlu untuk boot atau adaptor khusus. Hit dan miss
pasokan damper bertindak sebagai udara berubah serta peredam. Setiap
ketinggian grille ini dirancang untuk memenuhi berbagai diameter duct.
untuk aplikasi industry.
Gambar 3.6 Spiral Duct Grilles.[8]
3.2.2 Tujuan Praktikum Ducting
1. Mengetahui prinsip kerja ducting yaitu sebagai tempat
pendistribusian udara.
2. Mengukur besarnya tekanan total, tekanan statik, dan tekanan
dinamik.
3. Mengetahui besarnya kecepatan dan laju aliran volume udara
pada saluran.
4. Mengetahui distribusi kecepatan aliran udara pada saluran.[2]
3.2.3 Rumus Perhitungan Ducting
1. Pengukuran Tekanan Total dan Tekanan Statik
Jika fluida dalam keadaan setimbang, tekanan suatu titik sama
dalam segala arah dan tidak bergantung pada orientasinya. Sedang
tekanan total didefinisikan sebagai tekanan yang diperlukan untuk
memberikan aliran secara isentropik, perbedaan antara kedua
tekanan ini menghasilkan tekanan yang disebabkan oleh aliran fluida
yang disebut tekanan kecepatan :
1
2
P . v+ mV +mgh=constant
2
g1
P+
ρV 2 =constant
g2
γ .V 2
=Pt
2g
Pv =Pt + P S
PS +
PV = Pt - PS
Dimana :
PV = tekanan kecepatan
Pt = tekanan total
PS = tekanan statik
Tekanan kecepatan tidak dapat diukur secara langsung, tetapi harus
diperoleh dari pengurangan tekanan total dan tekanan statik yang
masing-masing dapat diukur secara langsung dengan menggunakan
tabung pitot.
Gambar 3.7 Tabung pitot statik.[11]
Berdasarkan definisi, tekanan statik juga dapat diukur dengan
meletakkan sensor di dinding saluran. Pengukuran tekanan total dan
tekanan statik dengan kedua cara tersebut masing-masing dilakukan
dalam pengujian ini.
Gambar 3.8 Pengukuran tekanan statik.[11]
2. Penetuan Kecepatan Aliran Udara
Dengan menerapkan persamaan bernouli yntuk aliran fluida
inkompresible, maka persamaan (1.1) dapat ditulis kembali dalam
bentuk :
Dari persamaan Bernoulli:
1
P . v+ mV 2 +mgh=constant
2
g1
2
P+
ρV =constant
g2
γ .V 2
PS +
=Pt
2g
Pv =Pt + P S
V
2
Pt = Ps + Pv = Ps + 2 g
Atau diperoleh kecepatan fluida :
V=
2 g (Pt - Ps)

Dimana : V = kecepatan aliran fluida
γ = Berat jenis fluida
g = Percepatan grafitasi
untuk fluida kompressible persamaan (1.2) perlu dikoreksi menjadi :
2 g (Pt - Ps)

V = (1-C)
Dimana C adalah faktor koreksi yang dapat ditentukan dari gambar
3.9 berikut.[11] Pada pengujian ini dianggap faktor koreksi = 0,
sehingga kecepatan aliran fluida (udara) dalam ft/min adalah :
Pv
V = 1096,2

ft/min
Dimana Pv dan γ masing-masing dinyatakan dalam in H 2O dan
lb/ft3. Sebaliknya bila kecepatan aliran udara dinyatakan dalam
m/sec, maka :
Pv
V = 43,86

m/sec
Dimana Pv dinyatak dalam in H2O dan dinyatakan dalam Kg/m3.
Sedangkan masa jenis udara dalam keadaan standar (udara kering)
pada 700 F dan tekanan barometer 29,92 Hg adalah 0,0742 lbm/cu.ft.
Apabila terjadi penyimpangan atau perbedaan dengan kondisi
standar tersebut dapat dihitung dengan hubungan :
1,325 Pb
 = (T  460)
Dimana :  = massa jenis udara (lbm/ ft 3 )
Pb = tekanan standar (in Hg)
T = temperatur absolut (0F+460)
Hubungan massa jenis udara (  ) dengan berat jenis udara (γ)
adalah:
γ = g x  dimana g = percepatan grafitasi
3. Laju Aliran Volume
Laju aliran volume menyatakan gerakan fluida dengan
volume tertentu persatuan waktu.
Q=VA
dalam satuan inggris tempo dulu
Q = 3600 V A dalam satuan SI
Dimana : Q = Laju aliran volume dalam scfm (cmh)
V= Kecepatan aliran udara dalam ft/min (m/sec)
A= Luas penampang saluran dalam ft2 (m2)
Gambar 3.9 Pendekatan koreksi kecepatan fluida
kompresibel pada tekanan atmosfir.[11]
Dalam pengujian ini menggunakan saluran dengan penampang
berbentuk segi empat.
Dimana : L = tinggi saluran (300)
W= Lebar saluran (150)
Gambar 3.10 Penampang Segi empat.[11]
4. Profil Kecepatan
Dalam saluran yang lurus dan tanpa penghalang, kecepatan
aliran udara terjadi pada tengah-tengah saluran terbesar.
Sebaliknya pada dinding saluran, kecepatan udara relatif kecil
karena adanya pengaruh gesekan. Secara umum profil kecepatan
dalam saluran ini dapat digambarkan seperti pada gambar
dibawah ini. Karena pengaruh gesekan, turbulensi, belokan dan
lain lain, pengukuran gesekan tunggal tidak akurat. Untuk
memperoleh kecepatan yang akurat harus dilakukan pengukuran
pada beberapa lokasi penampang saluran.
Dalam saluran segiempat diamati minimum pada 16 lokasi dan
maksimum 64 lokasi. Dalam pengujian ini pengukuran dilakukan
dengan menempatkan pitot pada 16 lokasi.
Gambar 3.11 Profil kecepatan dalam saluran.[11]
5. Tekanan Absolut
Misal, Tekanan total absolut
\
Pt absolut = 492,65 – tekanan in H20 = Pt (in H2O)
1∈¿
2,54 cm
¿
¿
Pt ( atm )=P t ( ¿ H 2 O ) x ¿
6. Inches Of H20
∆h
X sin 150
Misal,
(5.6 – 5.5) X sin 150 = 0.0259 in of H20
7. Perhitungan ralat
RN 
Pt
x100%
Pt
3.2.4 Alat dan Prosedur Pengujian Ducting
3.2.4.1 Bagian-Bagian Alat Beserta Fungsinya
Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini adalah :
1. Set mesin ducting beserta kelengkapannya
Gambar 3.12 Alat Uji Ducting.[3]
Penjelasannnya :
1. Bench
Berfungsi sebagai alas meja atau landasan (penopang)
saluran udara tersebut.
Gambar 3.13 Bench.[3]
2. Center duction section
Berfungsi sebagai saluran yang berada di tengah yang
ditempatkan suatu termometer.
Gambar 3.14 Center duction section.[3]
3. Duct section A & B
Berfungsi sebagai saluran penghubung pipa pitot statik
dengan saluran pipa di sebelahnya.
Gambar 3.15 Duct.[3]
4. Sentrifugal fan
Berfungsi sebagai penyedot udara luar sehingga masuk ke
dalam saluran cerobong.
Gambar 3.16 Sentrifugal fan.[3]
5. Fan stater
Berfungsi sebagai untuk menghidupkan/mematikan kipas.
Gambar 3.17 Fan stater.[3]
6. Throtle plate
Berfungsi untuk mempercepat/memperlambat laju aliran
udara yang masuk ke dalam saluran.
Gambar 3.18 Throtle plate.[3]
7. Pitot statik tube & transversing mechanisme
Berfungsi untuk menyalurkan udara pada saluran/cerobong
pada posisi di tengah-tengah.
Gambar 3.19 Tabung Pitot dan transversing mechanism.[3]
8. Three thermometer
Berfungsi sebagai penunjuk pengukur temperatur.
Gambar 3.20 Three thermometer.[3]
9. Inclined vertikal manometer dan stands
Stand disini berfungsi sebagai tempat untuk menempatkan
(memasang) manometer, sedangkan manometer berfungsi
untuk menunjukkan skala angka tekanan statik pada saluran.
Gambar 3.21 Manometer.[3]
10. Pressure connection
Berfungsi sebagai penghubung tekanan pada saluran
cerobong.
Gambar 3.22 Pressure conection.[3]
11. End duct section
Berfungsi sebagai saluran terakhir pada suatu tahapan
pada aliran udara.
Gambar 3.23 End duct section.[3]
3.2.4.2 Prosedur Pengujian
1. Pengukuran Tekanan Statik (pengujian I)
Prosedur pengujian tekanan statik dengan Tabung Pitot
tersebut adalah sebagai berikut :
a. Hubungkan statik pressure connection dari tabung pitot
ke bagian high side manometer.
b. Geser tabung pitot tersebut dengan transvering
mechanism hingga posisinya ditengah-tengah saluran
dan sejajar dengan dudukan.
c. Catat tekanan statik awalnya.
d. Mulai pengamatan melalui tekanan manometer dengan
variabel bebas yaitu throtle plate untuk mengatur debit
aliran volume dan tunggu sampai tekanan steady.
e. Hidupkan motor fan dari terbuka penuh hingga tertutup
penuh secara bertahap tiap bukaan 100%, 75%, 50%,
25%
f. Ulangi pengujian pada point j tersebut dua kali.
g. Lepas sambungan pipa manometer ke tabung pitot.
h. Matikan sambungan motor penggerak fan.
i. Analisa data pengamatan.
2. Pengukuran Tekanan Total (pengujian 2)
Adapun prosedur pengukuran tekanan total adalah sebagai
berikut:
a. Hubungkan total pressure connection dari tabung pitot
ke bagian high side manometer.
b. Geser tabung pitot tersebut dengan transvering
mechanism hingga posisinya ditengah-tengah saluran
dan sejajar dengan dudukan.
c. Catat tekanan total awalnya.
d. Tutup penuh throtle plate dan hidupkan motor
penggerak fan.
e. Biarkan sebentar (2 menit) sampai motor mencapai
kecepatan penuh.
f. Mulai pengamatan melalui tekanan manometer dengan
variabel bebas yaitu throtle plate untuk mengatur debit
aliran volume dari terbuka penuh hingga tertutup penuh
secara bertahap tiap bukaan 100%, 75%, 50%, 25%,
Catat hasil pengamatan pada tabel.
g. Ulangi pengujian pada point e tersebut dua kali.
h. Matikan sambungan motor penggerak fan.
i. Analisa data pengamatan.
3. Pengukuran Tekanan Dinamik (pengujian 3)
Adapun prosedur pengukuran tekanan dinamik adalah
sebagai berikut :
a. Hubungkan total pressure connection dari tabung pitot
ke bagian low side manometer.
b. Hubungkan statik pressure connection dari tabung pitot
ke bagian high side manometer
c. Geser tabung pitot tersebut dengan transvering
mechanism hingga posisinya ditengah-tengah saluran
dan sejajar dengan dudukan.
d. Catat tekanan dinamik awalnya.
e. Tutup penuh throtle plate dan hidupkan motor
penggerak fan, tunggu sebentar selama 2 menit sampai
motor mencapai kecepatan maksimum.
f. Mulai pengamatan melalui tekanan manometer dengan
variabel bebas yaitu throtle plate untuk mengatur debit
aliran volume dari terbuka penuh hingga tertutup penuh
secara bertahap tiap bukaan 100%, 75%, 50%,
25%,Catat hasil pengamatan pada tabel.
g. Ulangi pengujian pada point e tersebut dua kali.
h. Analisa hasil pengamatan.
4. Pengukuran Profil Kecepatan (pengujian 4)
Adapun prosedur pengukuran profil kecepatan adalah
sebagai berikut :
a. Lakukan pengujian point a. dan b. pada pengujian 3.
b. Buka penuh throtle plate dan hidupkan motor
penggerak fan, tunggu hingga mencapai kecepatan
maksimum.
c. Geser tabung pitot dengan Transvering mechanism
pada beberapa posisi dengan variabel sumbu x=6, x=8,
x=10, x=12 dan sumbu y=5, y=10, y=15, y=20.
d. Catat profil kecepatan awalnya
e. Baca tekanan kecepatan pada manometer untuk setiap
posisi tabung pitot dan mencatat hasil pengamatan
dalam tabel.
f. Matikan motor penggerak fan.
g. Menggambar profil kecepatan aliran udara yang terjadi.
[6]
Gambar 3.24 Profil kecepatan dalam saluran.[6]
3.2 PENGOLAHAN DATA
3.3.1Data Hasil Praktikum
a. Tekanan Total
Tabel 3.1 Tekanan Total
Posisi Dumper
Buka penuh
Buka 75% Buka 50%
Buka 25 %
Tutup penuh
1
0
0
0
0
-0,02588
2
0
0
0
-0,02588
-0,02588
3
0
0
0
-0,02588
-0,02588
rata-rata
0
0
0
-0,01811
-0,02588
Buka 50%
Buka 25 %
Tutup penuh
b. Tekanan Statik
Tabel 3.2 Tekanan Statik
Posisi Dumper Buka penuh Buka 75%
1
-0,25881
-0,12940
-0,05176
-0,02588
0
2
-0,28470
-0,12940
-0,05176
0
0
3
-0,28470
-0,12940
-0,05176
0
0
rata-rata
-0,27693
-0,12940
-0,05176
-0,00854
0
c. Tekanan Dinamis
Tabel 3.3 Tekanan Dinamis
Posisi Dumper
Buka penuh
Buka 75%
Buka 50%
Buka 25 %
Tutup penuh
1
-0,20705
-0,07764
-0,07764
-0,02588
0
2
-0,23293
-0,07764
-0,07764
-0,02588
0
3
-0,25881
-0,05176
-0,07764
-0,02588
0
rata-rata
-0,23293
-0,06988
-0,07764
-0,02588
0
d. Profil Kecepatan
Tabel 3.4 Profil Kecepatan I
x
Y
6
8
5
-0,20705 -0,18117
10
-0,23293 -0,20705
15
-0,20705 -0,23293
20
-0,20705 -0,23293
10
-0,23293
-0,23293
-0,23293
-0,20705
12
-0,20705
-0,20705
-0,20705
-0,20705
8
-0,23293
-0,23293
-0,23293
-0,23293
10
-0,23293
-0,23293
-0,23293
-0,20705
12
-0,23293
-0,20705
-0,23293
-0,20705
Tabel 3.6 Profil Kecepatan III
x
Y
6
8
5
-0,20705 -0,20705
10
-0,23293 -0,20705
15
-0,20705 -0,23293
20
-0,20705 -0,23293
10
-0,23293
-0,23293
-0,25881
-0,20705
12
-0,23293
-0,20705
-0,23293
-0,20705
Tabel 3.5 Profil Kecepatan II
x
Y
6
-0,20705
-0,20705
-0,20705
-0,20705
5
10
15
20
Tabel 3.7 Rata-rata
x
Y
5
10
15
20
6
-0,20705
-0,22517
-0,20705
-0,20705
8
-0,20705
-0,21559
-0,23293
-0,23293
10
-0,23293
-0,23293
-0,24147
-0,20705
12
-0,22776
-0,20705
-0,22517
-0,20705
3.3.2
Perhitungan Ralat
1. Tekanan Udara Absolut
Pa = 1 atm
= 76 cm Hg.
= ( 76 cm / l in ) x ( SGHg / SGH2O )
= ( 76/2,54 ) x (13,6/0,826 )
= 492,65 in H2O
Dimana : l in
= 2,54 cm
SGH2O = 0,826 kg/m3
SGHg
= 13,6 kg/m3
(Referensi, William. C. Reynolds, Termodinamika Teknik, 539)
2. Tekanan Total (bukaan 25%)
Pt = 0,01811 in H2O
Pt absolut= 492,65 - 0,01811 = 492,631 in H2O
1∈¿
2,54 cm
¿
¿
Pt ( atm )=P t ( ¿ H 2 O ) x ¿
1∈¿
2,54 cm
=
¿
¿
0,01811 inH 2 O× ¿
+ 1 atm
= 1,00003676 atm
= 101328,72 N/m2
a. Tekanan Statik (bukaan 25%)
Ps = 0,00854 in H2O
Ps absolut = 492,65 - 0,3251439= 492.641 in H2O
1∈¿
2,54 cm
¿
¿
Ps ( atm )=P s ( ¿ H 2 O ) x ¿
1∈¿
2,54 cm
=
¿
¿
0,00854 inH 2 O× ¿
1 atm
= 1,000017335 atm = 101326,75N/m2
b. Tekanan Dinamik (bukaan 25%)
Pv = 0,02588 in H2O
1∈¿
2,54 cm
¿
¿
Pv ( atm )=P v ( ¿ H 2 O ) x ¿
1∈¿
2,54 cm
= 0,012588
¿
¿
¿ H 2 O ׿
= 5,2532 X 10-5 atm
= 5,3228 N/m2
c. Profil Kecepatan (x = 6 dan y = 5)
Pv = 0,20705 in H2O
1∈¿
2,54 cm
¿
¿
1∈¿
2,54 cm
¿
¿
Pv ( atm )=P v ( ¿ H 2 O ) x ¿
= 4,2027 X 10-4 atm = 42,5838 N/m2
d. Massa jenis udara (pada T = 28 0C = 301 K)
Dari tabel dilakukan interpolasi didapat:
ρ
= 1,158 kg/m3
[12]
e. Berat jenis udara
  .g
= 1.158 . 9,81 = 11,359kg/m2s2
f. Kecepatan aliran udara
V
2 gPv
 =
√
2 ( 9,81 ) (42,5838)
11.359
= 8,5763m/s
g. Laju Aliran Volumetrik
Q = V . A= V . W . L
= (8,5763) (0,3)(0,15)
= 0.3859 m3/s
3.3.2
Perhitungan Ralat
a. Tekanan Total (bukaan 25%)
∆P = ½ x skala terkecil
= ½ x0,02588 =0,01294 in H2O
1∈¿
2,54 cm
¿
¿
(
)
∆ P atm =P ( ¿ H 2 O ) x ¿
1∈¿
2,54 cm
¿
¿
¿ 0,01294 x ¿
= 2,6266 X 10-5atm
= 2,6614 N/m2
RN 
Pt
2,6614
x100%
× 100
Pt
= 101328,72
= 0,0026%
keseksamaan = 100% - RN
= 100% - 0,00659% = 99,9973%
b. Tekanan Statik (bukaan 25%)
∆P = ½ x skala terkecil
= ½ x0,02588 =0,01294 in H2O
1∈¿
2,54 cm
¿
¿
∆ P ( atm )=P ( ¿ H 2 O ) x ¿
1∈¿
2,54 cm
¿
¿
¿ 0,01294 x ¿
= 2,6266 X 10-5atm
= 2,6614 N/m2
RN 
Pt
2,6614
x100%
× 100
Pt
= 101328,72
= 0,0026%
keseksamaan = 100% - RN
= 100% - 0,00659% = 99,9973%
c. Tekanan Dinamik (bukaan 25%)
∆P = ½ x skala terkecil
= ½ x0,02588 =0,01294 in H2O
1∈¿
2,54 cm
¿
¿
∆ P ( atm )=P ( ¿ H 2 O ) x ¿
1∈¿
2,54 cm
¿
¿
¿ 0,01294 x ¿
= 2,6266 X 10-5atm
= 2,6614 N/m2
RN 
Pt
2,6614
x100%
× 100
Pt
= 101328,72
= 0,0026%
keseksamaan = 100% - RN
= 100% - 0,00659% = 99,9973%
a. Kecepatan Aliran Udara
V  V

Pv  Pv



 v 


dimana :  Pv 

1 2g
2  .Pv
√
2(9,81)
1
2 11,359( 42,5838)
∆V =
= 0,1006
v
0,1006
 100 %
x 100 =¿
v
RN
= 8,5763
1,174
Keseksamaan = 100 % - 1,109% = 98,82%

b. Luas Penampang
ΔA
∂A
∂P
√(
=
= l = 0,15
∂A
∂P
2
)
∂A
∂l
∂A 2 2
ΔP +
Δl
∂l
2
( )
= p = 0,3 ΔP = 0,0005 m
Δl =0,0005
ΔA
=
√(0,15)2 (0,0005)2+(0,3)2 (0,0005)2
=
√ 28 ,125 x 10−9
c. Laju Aliran Volumetrik
Q  Q 


V  V 
= 0,000167
Q  V . A

A
V
V
dan
dimana :
2
Q  V . A

V
A
A
2
 Q 
 Q 
2
2
 V  
 A
 V 
 A 
Q  
=
 A 2 V 2  V  2 A 2
Q 2 = (0,0452 x 0,10062) + (8,57632 x 0,0001672)
Q =4,7481 X 10-3m3/s
RN 
Q
x 100%
Q
=
4,7481 x 10−3
×100 = 1,230%
0.3859
Keseksamaan = 100 % - 0,00935% = 98,76%
3.3.3
Tabel Hasil Pengolahan Data
Tekanan Total
Posisi Dumper
Pt (in.H20)
Pt (N/m2)
Pt Absolut
(in.H20)
RN (%)
K (%)
Buka Penuh
0
101325
Buka 75% Buka 50%
0
0
101325
101325
Buka 25 %
0,01811
101325
Tutup penuh
0,02588
101325,0001
492,65
492,65
492,65
492,63189
492,62412
-
-
-
1,83802E-05
99,99998162
2,62661E-05
99,99997373
Tekanan Statik
Posisi Dumper
Ps (in.H20)
Ps (N/m2)
Buka Penuh
0,27693
101325,0006
Buka 75%
0,1294
101325,0003
Buka 50%
0,05176
101325,0001
Buka 25 %
0,05176
101325,000
Tutup penuh
0
101325
1
Ps Absolut
(in.H20)
RN (%)
492,37307
492,5206
492,59824
492,59824
492,65
0,000281061
0,00013133
5,25322E-05
-
K (%)
99,99971894
99,99986867
99,99994747
5,25322E-05
99,9999474
7
Buka 75%
0,06988
101325,000
1
Buka 50%
0,07764
Buka 25 %
0,02588
Tutup penuh
0
101325,0002
101325,0001
101325
-
Tekanan Dinamik
Posisi Dumper
Pv (in.H20)
Buka Penuh
0,23293
Pv (N/m2)
101325,0005
Pv Absolut
(in.H20)
RN (%)
492,41707
492,58012
492,57236
492,62412
492,65
0,000236405
7,87983E-05
7,87983E-05
-
K (%)
99,99976359
7,09225E-05
99,9999290
8
99,9999212
99,9999212
-
Buka Penuh
14,417
Buka 75%
15,197
0,1730661
0,056829135
RN (%)
1,200430741
0,373949693
K (%)
98,79956926
99,62605031
Buka 50%
14,175
0,17453716
7
1,23130276
5
98,7686972
3
Kecepatan
Posisi Dumper
V
∆V
Buka 25 %
13,845
0,17660499
2
1,27558679
9
98,7244132
Tutup penuh
13,593
0,17823451
1,311222765
98,68877723
Laju aliran volumemetrik
Posisi Dumper
Q
∆Q
RN (%)
K (%)
Buka Penuh
Buka 75%
0,648765
0,684
3,32246E-05 6,49039E-06
0,01024242
0,001897774
6
99,9897575
99,99810223
7
Buka 50%
0,637875
3,36459E-05
Buka 25 %
0,623025
3,42521E-05
Tutup penuh
0,611685
3,47412E-05
0,010549368
0,010995426
0,011359165
99,98945063
99,98900457
99,98864083
Kecepatan Aliran Udara dan Laju Aliran Volumetric
X
Parameter
6
8
10
12
0,20705
0,20705
0,23293
0,22776
Pv (N/m2)
42,57414584
42,5741458
47,89565704
46,83258853
V (m/s)
∆V
RN (%)
K (%)
14,6557854
0,058928
0,402080123
99,59791988
14,4174641
0,059902
0,41548222
99,5845178
14,1751365
0,060926
0,429808912
99,57019109
13,845437
0,062377
0,45052388
99,54947612
Q(m3/s)
0,659510343
0,64878588
0,637881143
0,623044665
∆Q
RN (%)
K (%)
0,003608624
0,547167143
99,45283286
0,00361432
0,5570897
99,4429103
0,003622239
0,567854874
99,43214513
0,003636656
0,583691034
99,41630897
0,22517
0,21559
0,23293
0,20705
Pv (N/m2)
46,30002617
44,3301623
47,89565704
42,57414584
V (m/s)
∆V
RN (%)
K (%)
14,1751365
0,060926
0,429808912
99,57019109
13,845437
0,062377
0,45052388
99,5494761
14,1751365
0,060926
0,429808912
99,57019109
13,5929155
0,063535
0,467412602
99,5325874
Q(m3/s)
0,637881143
0,62304467
0,637881143
0,611681198
∆Q
RN (%)
K (%)
0,003622239
0,567854874
99,43214513
0,00363666
0,58369103
99,416309
0,003622239
0,567854874
99,43214513
0,003650656
0,596823255
99,40317675
0,20705
0,23293
0,24147
0,22517
42,57414584
47,895657
49,65167349
46,30002617
13,845437
0,062377
14,4174641
0,059902
14,1751365
0,060926
13,845437
0,062377
Y
Pv (in.H2O)
5
Pv (in.H2O)
10
15
Pv (in.H2O)
2
Pv (N/m )
V (m/s)
∆V
20
RN (%)
K (%)
0,45052388
99,54947612
0,41548222
99,5845178
0,429808912
99,57019109
0,45052388
99,54947612
Q(m3/s)
0,623044665
0,64878588
0,637881143
0,623044665
∆Q
RN (%)
K (%)
Pv (in.H2O)
0,003636656
0,583691034
99,41630897
0,20705
0,00361432
0,5570897
99,4429103
0,23293
0,003622239
0,567854874
99,43214513
0,20705
0,003636656
0,583691034
99,41630897
0,20705
Pv (N/m2)
V (m/s)
∆V
RN (%)
K (%)
Q(m3/s)
∆Q
RN (%)
K (%)
42,57414584
13,845437
0,062377
0,45052388
99,54947612
0,623044665
0,003636656
0,583691034
99,41630897
47,895657
14,4174641
0,059902
0,41548222
99,5845178
0,64878588
0,00361432
0,5570897
99,4429103
42,57414584
13,845437
0,062377
0,45052388
99,54947612
0,623044665
0,003636656
0,583691034
99,41630897
42,57414584
13,5929155
0,063535
0,467412602
99,5325874
0,611681198
0,003650656
0,596823255
99,40317675
3.4 Pembahasan
3.4.1. Grafik dan Analisa Grafik
Gambar 3.25 Grafik Tekanan Absolut [7]
Analisa Grafik :
Tekanan total adalah jumlah dari tekanan statik dan dinamik, maka
tekanan total pastinya lebih besar dibanding tekanan statik dan
dinamik. Sedangkan tekanan dinamik adalah selisih dari tekanan total
dan statik, maka tekanan dinamik adalah tekanan yang paling kecil
dibanding tekanan total dan statik.
Pada grafik 3.23, grafik menunjukkan nilai tekanan total, statis,
dan dinamik dengan lima variasi berbeda yaitu buka penuh, buka
75%, buka 50%, buka 25%, dan tutup penuh. Dari data pada grafik
nilai tekanan total merupakan nilai tekanan yang paling tinggi bila
daripada tekanan dinamik dan tekanan statis. Tetapi pada hasil
percobaan didapatkan hasil yang berbeda, tekanan total pada tutup
penuh, mempunyai nilai lebih tinggi daripada tekanan statis dan
dinamis, tekanan dinamis lebih tinggi pada bukaan tutup penuh,
25%, 75% dan bukaan penuh dari tekanan statis. Hal ini disebabkan
oleh kesalahan praktikan dalam memantau kelurusan saluran tube dan
juga kelalaian praktikan dalam membaca skala manometer. Pada hasil
percobaan yang tergambar pada grafik 3.23, terlihat bahwa
kecenderungan grafik menurun, hal ini sama dengan teori karena
semakin besar bukaan dumper, maka kecepatan aliran fluida semakin
besar, tetapi mengakibatkan tekanannya semakin menurun.
Grafik Profil Kecepatan
0.25
0.24
0.23
0.22
Kecepatan aliran udara V (m/s) 0.21
0.2
0.19
0.18
6 8 10
12
Gambar 3.26 Grafik Pofil Kecepatan [7]
analisa grafik
Distribusi kecepatan pada saluran udara memiliki profil yang
berbeda. Kecenderungan nilai kecepatan yang besar berada tepat
ditengah-tengah saluran udara tersebut, sedangkan pada tepi-tepi
saluran memiliki nilai kecepatan yang terkecil dikarenakan adanya
pengaruh tegangan geser antara permukaan saluran dengan fluida yang
melaluinya.
Grafik diatas adalah grafik profil
kecepatan pada profil
transversing mechanism dan tabung pitot yang diatur sumbu x dan y
nya, sesuai hasil percobaan praktikum. Pada grafik diatas masingmasing profil memiliki harga yang berbeda-beda. Pada yang berwarna
ungu dapat dilihat kecepatan yang terus meningkat sampai pada
tengah-tengah grafik dan kemudian kembali turun. Dengan demikian
pada posisi x=10 dan y=20 maka kecepatan berada pada maksimal
sedangkan pada kondisi awal lebih rendah. Sedangkan untuk posisi
5
10
15
20
yang lainnya kecepatan semakin menurun pada posisi dimana
kecepatan maksimal pada grafik berwarna biru. Hal ini sama dengan
hipotesa awal yang mengatakan kecenderungan kecepatan aliran udara
pada tengah-tengah saluran adalah yang terbesar dan pada tepi yang
bersinggungan dengan saluran udara.
Pada grafik 3.24 diatas, kecenderungan profil kecepatan pada
bagian tengah saluran udara naik dan memiliki nilai tertinggi. Hal ini
dikarenakan adanya pengaruh tegangan geser antara fluida dengan
saluran udara pada daerah yang dekat dinding.
Kesimpulan Dan Saran
3.5.1. Kesimpulan
1
Pengujian ducting pada praktikum Fenomena Dasar Konversi
Universitas Diponegoro bertujuan untuk mengetahui prinsip kerja
ducting yaitu sebagai tempat pendistribusian udara.
2
Besar nilai tekanan total absolut pada posisi dumper tutup penuh
didapatkan nilai 492,624 Pa sedangkan untuk buka penuh
didapatkan nilai 492,65 Pa. Hal ini menunjukkan bahwa bukaan
dumper berpengaruh pada tekanan didalam saluran ducting.
3
Dari percobaan ducting pada praktikum didapatkan bahwa profil
kecepatan pada bagian tengah saluran udara memiliki nilai yang
lebih tinngi daripada didaerah sisi saluran udara. Hal ini
dipengaruhi oleh tegangan geser antara fluida dengan sisi saluran
udara
4
Kecepatan dan tekanan didalam ducting dipengaruhi oleh posisi
bukaan dumper. Semakin terbuka posisi dumper, maka kecepatan
dan debit fluida akan semakin besar sedangkan tekanan turun.
3.5.2
Saran
1. Sebelum melakukan percobaan sebaiknya praktikan teliti dalam
menentukan nilai awal manometer sebelum dinyalakan dan posisi
tabung pitotnya dan lebih baik dilakukan oleh lebih dari satu
orang.
2. Asisten
praktikum
sebaiknya
mengawasi
penuh
proses
pengambilan data oleh praktikan agar tidak terjadi kesalahan
pengukuran.
3. Koordinatoor laboratorium Fenomena Dasar Konveksi sebaiknya
mengawasi jalannya praktikum dan memperbaharui alat uji pada
laboratorium untuk mengurangi kesalahan pengambilan data oleh
praktikan.
DAFTAR PUSTAKA
[12]
[9]
[1]
[7]
[8]
[2]
[6]
[11]
[4]
[3]
Bergman, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Tabel A.4, hal. 941
Fox, Robert W, Introduction to Fluid Mechanics, Appendix A Tabel A.1
http://konsultanmeonline.wordpress.com(Diakses 11 Juni 2013)
http://www.mascoat.com/ducting-sound-damping1.html(Diakses 12 Juni 2013)
http://www.scottaire.co.uk/spiralduct_new2.html(Diakses 12 Juni 2013)
Job Sheet Praktikum Fenomena Dasar 2013, hal 1
Job Sheet Praktikum Fenomena Dasar 2013, hal 4
Job Sheet Praktikum Fenomena Dasar 2013, hal 6
JP Holman, Perpindahan Kalor
Laboratorium Fenomena Dasar Konversi Energi Teknik Mesin Universitas
[10]
[5]
Diponegoro
Laporan Fenomena Dasar konversi, Bab II Ducting, 2010
Mechanical measurements by Thomas G. Beckwitch