i
ANALISA KERUGIAN HEAD LOSSES DAN FRICTION
PADA SISTEM PERPIPAAN BEDA JENIS VALVE
DENGAN VARIASI BUKAAN VALVE
SKRIPSI
Diajukan Kepada :
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin
Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
FAJAR AMIN MASYUDA
NIM : 201310120311050
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2018
ii
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
ANALISA KERUGIAN HEAD LOSSES DAN FRICTION PADA
SISTEM PERPIPAAN BEDA JENIS VALVE DENGAN
VARIASI BUKAAN VALVE
Diajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Sebagai Salah Satu Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
Nama : Fajar Amin Masyuda
NIM : 201310120311050
Telah diperiksa, disetujui dan disahkan oleh :
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
(Ir. Ali Mokhtar, MT)
108.9109.0234
(Dini Kurniawati, ST. MT)
108.0907.0478
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
(Ir. Daryono, MT)
108.8909.0124
iii
Nama : Fajar Amin Masyuda
NIM : 201310120311050
Program Studi : Strata Satu (S1)
Judul : ANALISA KERUGIAN HEAD LOSSES DAN FRICTION
PADA SISTEM PERPIPAAN BEDA JENIS VALVE
DENGAN VARIASI BUKAAN VALVE
Pembimbing I : Ir.Ali Mokhtar, MT
NO TANGGAL URAIAN ASISTENSI TTD
1 13/9/2017 Konsultasi judul
2 20/9/2017 Topik pada dasarnya bisa dilanjut, cari
jurnal yang sesuai, cek patent yang ada.
3 29/9/2017 ACC BAB I
4 29/9/2017 Dapat dilanjut, buat instalasi percobaan.
5 10/10/2017
ACC BAB II
Tentukan model instalasi, yang mau
dirubah apanya.?
6 17/10/2017 Bisa dilanjutkan percobaan penelitian
7 22/12/2017
ACC BAB III
Pendahuluan, tujuan dan kesimpulan
harus sesuai.
8 27/12/2017 Pemb0ahasan sampai Head Loss, friction
dan koefisien hambatan
9 5/1/2018 Dilanjutkan pembuatan grafik
10 11/1/2018
ACC BAB IV
Grafik dibenahi, dilanjutkan dengan
kesimpulan
11 15/1/2018 ACC BAB V
12 18/1/2018 Konsultasi naskah publikasi semhas
13 23/1/2018 ACC naskah publikasi semhas
Malang, 6 Februari 2018
Menyetujui,
Dosen Pembimbing I
(Ir. Ali Mokhtar, MT)
iv
Nama : Fajar Amin Masyuda
NIM : 201310120311050
Program Studi : Strata Satu (S1)
Judul : ANALISA KERUGIAN HEAD LOSSES DAN FRICTION
PADA SISTEM PERPIPAAN BEDA JENIS VALVE
DENGAN VARIASI BUKAAN VALVE
Pembimbing II : Dini kurniawati, ST. MT
NO TANGGAL URAIAN ASISTENSI TTD
1 5/11/2017 Perbaiki penulisan latar belakang, rumusan
masalah disesuaikan
2 23/11/2017 ACC BAB I. Dilanjut BAB II
3 7/12/2017 Konsultasi BAB II
Sesuikan rumusan dan gambar
4 14/12/2017 ACC BAB II. Dilanjut BAB III
5 15/12/2017 Konsultasi BAB III. Buat diagram alir
penelitian
6 19/12/2017 ACC BAB III. Dilanjut BAB IV
7 20/12/2017 Konsultasi BAB IV. Rapikan penulisan
persamaan. Tanda koma konten
8 27/12/2017 ACC BAB IV. Dilanjut BAB V
9 30/12/2017 Konsultasi BAB V. Lanjut naskah publikasi
10 10/1/2018 ACC BAB V. Siapkan naskah publikasi dan
PPT
11 10/1/2018 Siap semhas
Malang, 6 Februari 2018
Menyetujui,
Dosen Pembimbing II
(Dini kurniawati, ST. MT)
v
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Fajar Amin Masyuda
NIM : 201310120311050
Tempat, Tanggal Lahir : Sangatta, 29 Mei 1994
Jurusan / Fakultas : Teknik Mesin / Teknik
Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar – benarnya bahwa :
Sesungguhnya tugas akhir yang berjudul “Analisa Kerugian
Aliran Head Losses Dan fiction Pada Sistem Perpipaan Deda Jenis
Valve Dengan Variasi Bukaan Valve” yang diajukan untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah
Malang, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan duplikasi
(“PLAGIASI”) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan / atau pernah
dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas
Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali dalam bentuk
kutipan yang telah disebutkan sumbernya.
Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya
untuk digunakan sebagaimana mestinya.
Malang, 6 Februari 2018
Yang menyatakan,
Fajar Amin Masyuda
viii
KATA PENGANTAR
Allhamdulillah, dengan memanjatkan rasa puji dan syukur kehadirat Allah
SWT yang mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahNya,
laporan tugas akhir dengan judul “Analisa Kerugian Aliran Head Losses Dan
Friction Pada Sistem Perpipaan Beda Jenis Valve Dengan Vaiasi Bukaan
Valve” ini akhirnya dapat terselesaikan.
Penulisan skripsi ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Malang. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam skripsi ini
terdapat banyak sekali kekurangan baik dari segi penggunaan kata dan bahasa
yang belum memenuhi kaidah yang tepat, maupun dari penelitian ini sendiri. Oleh
karena itu penulis sangat mengharapkan bantuan, kritik dan saran yang
membangun dari berbagai pihak yang membaca skripsi ini. Dalam menyelesaikan
skripsi ini penulis cukup banyak mendapatkan bimbingan, pengarahan dan
bantuan dari berbagai pihak baik secara moril maupun material. Oleh sebab itu
penulis mengucapkan terimakasih kepada :
1. Bapak Ir. Daryono, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Malang.
2. Bapak Ir. Ali Mokhtar, MT., selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak
memberikan bimbingan dan nasehat serta semua ilmu yang telah diberikan.
3. Ibu Dini Kurniawati, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing II sekaligus dosen
wali saya yang telah banyak memberikan bimbingan dan nasehat serta semua
ilmu yang telah diberikan.
4. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Malang yang telah memberikan bekal ilmu dan pengetahuan yang sangat
bermanfaat.
5. Kedua Orang Tua, keluarga, dan adik-adikku yang selalu memberikan
bantuan materiil maupun non materiil, do’a, nasihat, semangat, kasih sayang
dan mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan terlupakan untuk
selalu berdo’a.
ix
6. Sabrina Putri Salsabila yang selalu ada memberikan semangat dan motivasi,
teman–teman sebimbingan, serta teman – teman teknik mesin angkatan 2013,
terimakasih untuk semangat, dukungannya selama ini.
7. Abang Ediy Satiawan yang mana sudah menjadi kakak buat saya yang selalu
membantu dan membimbing didalam mengajari serta semua pihak yang tidak
bisa penulis sebutkan satu persatu. Semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas
semua kebaikan yang telah kalian berikan kepada penulis.
Demikian skripsi ini penulis susun, semoga skripsi ini bermanfaat bagi
kita semua. Sekali lagi penulis ucapkan syukur kepada Illahi Rabbi semoga ilmu
yang didapatkan mendatangkan makna dan manfaat dalam kehidupan siapapun,
kapanpun dan dimanapun, terimakasih.
Malang, 6 Februari 2018
Penulis,
Fajar Amin Masyuda
x
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL .......................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... ii
LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI ..................................................... iii
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ........................... v
ABSTRAK ...................................................................................................... vi
ABSTRACK.................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR .................................................................................... viii
DAFTAR ISI ................................................................................................... x
DAFTAR TABEL........................................................................................... xiii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiv
DAFTAR GRAFIK ........................................................................................ xv
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................ 2
1.3 Tujuan Penelitian .................................................................................. 2
1.4 Manfaat Penelitian ............................................................................... 3
1.5 Batasan Masalah ................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 4
2.1 Sifat Dasar Fluida ................................................................................ 4
2.1.1 Berat Jenis ................................................................................... 5
2.1.2 Kerapatan Massa . ....................................................................... 5
2.1.3 Kerapatan Relatif . ...................................................................... 6
2.1.4 Tekanan . ..................................................................................... 6
2.1.5 Temperatur ................................................................................. 7
2.1.6 Viskositas ................................................................................... 7
2.2 Pressure Drop ...................................................................................... 8
2.3 Bilangan Reynoal ................................................................................ 10
2.3.1 Aliran Laminar .......................................................................... 10
2.3.2 Aliran Turbulen ......................................................................... 10
2.3.3 Aliran Transisi ........................................................................... 10
xi
2.4 Persamaan Bernauli .............................................................................. 11
2.5 Persamaan Kontinuitas ......................................................................... 13
2.6 Head Loss Dan Friction Loss Pada Pipa .............................................. 14
2.7 Gesekan Dalam Pipa ............................................................................ 15
2.8 Sistem Perpipaan .................................................................................. 17
2.9 Valve .................................................................................................. 18
2.9.1 Gate Valve .. ................................................................................ 18
2.9.2 Ball Valve .................................................................................... 19
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 22
3.1 Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 22
3.2 Penjelesan Skema Penelitian ............................................................... 23
3.2.1 Menentukan Instalasi Perpipaan ................................................. 23
3.2.2 Pengujian Instalasi ...................................................................... 24
3.3 Pelaksanaan Pengujian ......................................................................... 24
3.3.1 Persiapan Pengujian ..................................................................... 24
3.3.2 Prosedur Pengujian ...................................................................... 25
3.3.3 Teknik Analisa Data..................................................................... 26
3.3.4 Data Hasil Penelitian .................................................................... 26
BAB IV ANALISIS PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN .................. 28
4.1 Analisis Perhitungan ............................................................................ 28
4.1.1 Perhitungan Data Ball Valve ...................................................... 28
4.1.2 Perhitungan Data Gate Valve .................................................... 30
4.2 Pembahasan Dan Hasil Perhitungan..................................................... 32
4.2.1 Hubungan Antara Kerugian Head Aktual Akibat Variasi Bukaan
Valve Dengan Perubahan Kecepatan ......................................... 32
4.2.2 Hubungan Antara Kerugian Head Aktual Akibat Penyempitan
Penampang Valve Dengan Koefisien Hambatan ....................... 34
4.2.3 Hubungan Antara Kerugian Head Aktual Akibat Bukaan Ball Valve
Dan Gate Valve Dengan Perubahan Debit Aliran Dalam Sistem
Instalasi Pipa .............................................................................. 37
4.2.4 Pengaruh Bukaan Jenis Valve Terhadap Nilai Friction Loss Pada
Instalasi Pipa ............................................................................... 38
xii
BAB V PENUTUP .......................................................................................... 40
5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 40
4.2 Saran ..................................................................................................... 40
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 42
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Viskositas Kinematik ...................................................................... 11
Tabel 2.2 Sifat Kekentalan Dan Viskositas Kinematik Pada Tekanan Atmosfer ....... 17
Tabel 3.1 Data Hasil Penelitian Terhadap Sistem Instalasi Perpipaan Beda
Jenis Dengan Variasi Bukaan Valve ............................................... 27
Tabel 4.1 Data Hasil Perhitungan Aliran Beda Jenis Valve Dengan Variasi
Bukaan Valve .................................................................................. 32
Tabel 4.2 Hubungan Variasi Bukaan Beda Jenis Valve Dengan Debit Aliran ........... 33
Tabel 4.3 Hubungan Koefisien Hambatan Akibat Bukaan Beda Jenis Valve ............ 34
Tabel 4.4 Hubungan Debit Aliran Dengan Koefisien Hambatan ................... 35
Tabel 4.5 Data Hubungan Antara Kerugian Head Aktual Akibat Bukaan
Ball Valve Dan Gate Valve Dengan Perubahan Debit Aliran ........ 37
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Grafik Aliran Fluida ................................................................................... 9
Gambar 2.2 Jenis – Jenis Aliran...................................................................................... 11
Gambar 2.3 Hubungan Aliran Energi Didalam Ruangan Tertutup ........................... 12
Gambar 2.4 Grafik head losses – kecepatan ................................................................. 16
Gambar 2.5 Jenis Gate Valve ......................................................................................... 18
Gambar 2.6 Jenis Ball Valve ........................................................................................... 19
Gambar 2.7 Full Bore Ball Valve ................................................................................... 20
Gambar 2.8 Reduced Bore Ball Valve .......................................................................... 20
Gambar 3.1 Sistem Instalasi Perpipaan Yang Direncanakan ..................................... 23
xv
DAFTAR GRAFIK
Gambar 4.1 Hubungan Antara Penururan Debit Aliran Akibat Bukaan Valve ....... 33
Gambar 4.2 Hubungan Head Loss Terhadap Koefisien Hambatan Aliran
Akibat Bukaan Beda Jenis Valve ................................................ 34
Gambar 4.3 Hubungan Debit Alira Dengan Friction Pada Instalasi Pipa ........ 35
Gambar 4.4 Hubungan Antara Kerugian Head Aktual Akibat Bukaan Ball
Valve Dengan Perubahan Debit Aliran Dalam Sistem Instalasi
Pipa ............................................................................................ 36
Gambar 4.5 Hubungan Antara Kerugian Head Aktual Akibat Bukaan Gate
Valve Dengan Perubahan Debit Aliran Dalam Sistem Instalasi
Pipa ............................................................................................. 37
Gambar 4.6 Hubungan Variasi Bukaan Valve Dengan Besarana Nilai
Friction Pada Instalsi Pipa .......................................................... 38
42
DAFTAR PUSTAKA
Chin-Cheng wang. 2006. Performance test and flow visualization of ball valve.
National Taiwan University of Science and Technology. Jurnal
Departement of mekanikal engineering. Taiwan.
Efriandi, Rohman. 2004. Pengaruh Jumlah Saluran Distribusi Terhadap Total
Kerugian Head Pada Instalasi Pompa Sentrifugal. Unram, Mataram.
Hasbi. 2009. Pengaruh perubahan sudut Butterfly Valve terhadap pola aliran
pada Downstream katup. Jurnal teknik mesin, unhalu, Kendari.
Haruo Tahara, Sularso, 2000. Pompa dan Kompresor. Pemilihan Pemakaian dan
Pemeliharaan (Terjemahan). Cetakan ketuju, Pradnya Pramita, Jakarta.
Moody, L.F. (1944). "Friction Factors for Pipe Flow". Transactions of the ASME
M. White, F. 1988. Mekanika Fluida. Jakarta: Erlangga.
M. White, Frank dan Hariandja, Manahan. 1988. Mekanika Fluida. Jakarta
:Erlangga.
Raswari. 1986. Teknologi dan Perencanaan Sistem Perpipaan. Jakarta: Penerbit
Universitas Indonesia.
White, Frank.M. 1986. Mekanika Fluida. Jakarta: Erlangga.
White, Frank M., Manahan Hariandja. 1988. Mekanika Fluida (Terjemahan). Jilid
I, Penerbit Erlangga, Jakarta.
White, Frank M., Manahan Hariandja. 1988. Mekanika Fluida (Terjemahan). Jilid
II, Penerbit Erlangga, Jakarta.