Contoh Soal 1-5

Contoh Soal 1 Jika kecepatan aliran pada pipa berdiamter 6 in adalah 10 ft/s, berapa kecepatan aliran tersebut jika pipa dikecilkan menjadi 3 in? Jawab: 𝐴1 𝑣1 = 𝐴2 𝑣2 𝜋 𝑟12 𝑣1 = 𝜋 𝑟22 𝑣2

1

2

0.252 𝑥10 = 0.1252 𝑣2 𝑣2 = 40

𝑓𝑡⁄ 𝑠

Contoh Soal 2 Gambar di bawah ini menunjukkan aliran air dari titik A ke titik B dengan debit aliran sebesar 0.4 m3/s dan head tekanan pada titik A = 7 m. Jika diasumsikan tidak ada losses antara titik pA dan titik B, tentukan head tekanan di titik B? Jawab:

12 m

10 m

𝑣=

𝑄 𝐴

0.4

= 5.71 𝑚⁄𝑠 1 2 4 𝜋(0.3) 0.4 𝑉𝐵 = = 1.43 𝑚⁄𝑠 1 2 4 𝜋(0.6) 𝑉𝐴 =

𝑃𝐴 𝑉𝐴2 𝑃𝐵 𝑉𝐵2 ( + + 𝑍𝐴 ) − 𝐻𝐿 = ( + + 𝑍𝐵 ) 𝜌. 𝑔 2. 𝑔 𝜌. 𝑔 2. 𝑔

(5.71)2 𝑃𝐵 (1.43)2 (7 + + 10) − 0 = ( + + 12) 2𝑥9.8 𝜌. 𝑔 2𝑥9.8 𝑃𝐵 = 6.56 𝑚 𝜌. 𝑔 Contoh Soal 3 Pipa diameter 14” (1.17 ft) dari material commercial steel (ɛ = 0.00015 ft) dengan Bilangan Reynold 8.8E5. Berapakah friction factornya? Jawab: 𝜀 0.00015 = = 1.286 𝑥 10−4 𝐷 1.17 𝑓 = 0.0135 (Diagram Moody)

Contoh Soal 4 Pipa di bawah ini mempunyai 4 elbow (long radius) dan 1 valve (gate valve fully open). Berapakah koefisien minor loss (K)? Jawab: 2m 4m 245 m

245 m

4 𝑒𝑙𝑏𝑜𝑤 𝑙𝑜𝑛𝑔 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑢𝑠, 𝐾𝐿1 = 0.6 𝑔𝑎𝑡𝑒 𝑣𝑎𝑙𝑣𝑒 𝑓𝑢𝑙𝑙𝑦 𝑜𝑝𝑒𝑛, 𝐾𝐿2 = 0.2

𝐾𝐿 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 4𝐾𝐿1 + 𝐾𝐿2 𝐾𝐿 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 4(0.6) + (0.2) = 2.6

Contoh Soal 5 Pipa diameter 14” (0.356 m) dengan panjang 500 m (sketsa di bawah) berisi fluida dengan: -

Friction factor 0.0145 Koefisien K=3.4 kecepatan 3 m/s Kerapatan massa 990 kg/m3

Tentukan Head Loss Major & Minor dan Pressure Drop-nya! Tentukan daya pompa yang dibutuhkan untuk memompa fluida! Jawab: 2m 4m P awal = 14.7 psi

Pompa P awal = 14.7 psi

245 m

245 m

a. Head Loss Major 𝐻𝐿1 =

𝑓. 𝑙. 𝑣 2 0.0145 𝑥 500 𝑥 32 = = 9.351 𝐷1 . 2𝑔 0.356 𝑥 2 𝑥 9.8 𝐻𝐿2

𝑘𝑣 2 3.4 𝑥 32 = = = 1.56 2𝑔 2 𝑥 9.8

𝐻𝐿 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐻𝐿1 + 𝐻𝐿2 = 10.9 𝑚 b. Perhitungan Power Pompa 𝑄 = 𝐴. 𝑣 = (1⁄4 . 𝜋. 𝐷2 ). 𝑣 = (1⁄4 𝑥 3.14 𝑥 (0.356)2 ) 𝑥 3 = 0.3 𝑚⁄𝑠 c. ∆𝑃 (Pressure Drop) ∆𝑃 = 𝜌. 𝑔. 𝐻𝐿 = 990 x 9.8 x 10.9 = 105858.52 kg/ms2

d. Power Pompa (W) 𝑊 = 𝜌. 𝑄. 𝑔. 𝐻𝐿 = 990 𝑥 0.3 𝑥 9.8 𝑥 10.9 = 31725.54 𝐻𝑝