Download doc - Centrifugal Fan Edit

FAN CENTRIFUGAL TESTING TEST

Fan Centrifugal Testing Test

1. Pendahuluan

Centrifugal Fan Testing Unit (HM200 unit), dapat dipergunakan untuk

melakukan percobaan-percobaan dalam mekanika fluida yang mempergunakan

media udara. Unit penggeraknya motor listrik dengan rpm yang dapat diatur, Unit

AT100 atau AT110. Pada ujung saluran udara keluar terdapat seksi uji yang dapat

dipasang dan dilepas untuk penggantian dengan yang lain secara mudah antara lain

memakai damper untuk mengatur jumlah aliran, ataupun venturi dan iris damper

untuk mengukur debit.

Untuk mengukur tekanan statis di beberapa titik sepanjang saluran, maka pada

dinding saluran diberi lubang-lubang yang dihubungkan dengan manometer-

manometer. Saluran plastik yang menghubungkan titik pengukuran dan

manometer ini dapat dipasang dan dilepaskan secara mudah. Bila perlu beberapa

komponen dalam unit ini dapat dipergunakan untuk unit-unit yang lain.

2. Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum sesuai dengan peralatan HM200 dan Unit AT100 adalah :

Melihat grafik karakteristik dari sebuah fan sentrifugal.

Mengukur debit dengan mempergunakan venturi dan iris damper.

Pengaruh rpm terhadap keluaran.

Mencari besarnya daya dengan mengukur torsinya.

Beberapa tujuan ini dituangkan dalam 9 unit percobaan yang dapat dilaksanakan

dengan cara seperti pada bab selanjutnya.

Pada tiap unit percobaan diberikan :

1. Tujuan percobaan

2. Susunan alat percobaan

3. Cara percobaan

4. Tabel data pengukuran

5. Tugas-tugas

FENOMENA DASAR MESIN 1


3. Peralatan yang Digunakan

3.1 Unit Lengkap Alat Percobaan

Gambar 1 merupakan skema dari peralatan HM200 dan AT100. Bagian-

bagian dari peralatan ini ialah (lihat gambar 1) :

Gambar 1. Peralatan Percobaan Fan Sentrifugal

Keterangan :

1. Alas untuk meletakkan unit penggerak dan fan

2. Handle

3. Unit penggerak AT100

4. Titik-titik pengukuran

5. Fan sentrifugal

6. Seksi pengatur aliran mantap

7. Seksi uji venturi

8. Seksi uji damper



Sedangkan foto dari peralatan ini dapat dilihat pada gambar 2, di sini terlihat

pula tiga buah pasang manometer yang dipergunakan untuk pengukuran tekanan.

Keterangan yang lebih lengkap diberikan pada sub bab berikutnya.

Gambar 2. Foto Centrifugal Fan Testing Set



3.2 Blower / Fan

Dalam percobaan ini, fan yang dipergunakan mempunyai data dari prabik

pembuat sebagai berikut :

Gambar 3. Grafik Karakteristik Blower

Keterangan :

V : aliran volume (m3/menit)

Pt : beda kenaikan tekanan total (Pa)

Ps : beda kenaikan tekanan statis (Pa)

Pd2 : beda kenaikan tekanan dinamis (Pa) diukur pada saluran ujung keluar

1 Pa (pascal) = 1 N/m2 ; 0,1 WS = 0,01 bar



3.3 Unit Penggerak

Dalam versi standar HM200 digunakan motor penggerak “GUNT

AT100 Drive Unit” (lihat gambar 1 atau gambar 2). Dalam unit ini putaran

motor dapat diatur.

Selain itu dapat dilakukan pula pengukuran daya yang diberikan pada blower

secara mekanik. Daya keluaran motor 100-200 Watt. Harus diperhatikan

bahwa putaran nominal dari blower 2700 rpm dan putaran ini harus dapat

diatur.

3.4 Venturi- Nosel

Venturi-nosel ini dirancang berdasarkan DIN 1952 (Deutsche

Industrie Normung/German Industrial Standard).

DIN 1952 : Pengukuran aliran dengan nosel standar, nosel orifice dan venturi

VDI (Verein Deutsche Ingenieure/ Union of German Engineers)-“Flow

Measurements Norms”.

Skema venturi-nosel yang terpasang pada rangkaian dapat dilihat pada

gambar 5 dan dimensi venturi pada gambar 4. Venturi-nosel dipasang pada

rangkaian saluran dengan sambungan flens yang dilengkapi dengan seal “O-

ring”.

Gambar 4. Dimensi Venturi



Gambar 5. Nosel terpasang pada saluran

3.5 Iris Damper

Gambar 6 menunjukkan gambar “Iris Damper” yang akan digunakan.

Pengukuran debit aliran dengan damper ini tidak mengikuti aturan DIN 1952.

Cara perhitungan dan data yang diberikan dalam DIN 1952 tidak dapat

dipakai pada iris damper ini.

Juga informasi yang ada pada diagram yang diberikan oleh pabrik

tentang penurunan tekanan, debit aliran dan kecepatan perlu dipertanyakan.

Karakteristik yang sesungguhnya dapat dilakukan dengan menghubungkan

secara seri dengan venturi-nosel.

Rangkaian ini dapat dilihat pada percobaan belakang. Dalam hal ini venturi-

nosel dapat dianggap memenuhi standar DIN serta sesuai untuk kalibrasi

damper.



Gambar 6. Iris Damper

3.6 Reducing Damper

Untuk mengatur jumlah aliran selain dengan mengatur putaran motor,

dapat dilakukan pula dengan menggunakan reducing damper (gambar 7).

Gambar 7. Damper Pengatur Jumlah Aliran



3.7 Sistem Pengukuran Tekanan Diferensial

Gambar 8a, 8b dan 8c menunjukkan sistem pengukuran tekanan yang

dipakai dalam percobaan ini.

Gambar 8a. Manometer pipa U tegak-sisi sama -15 mbar > 0 > 15 mbar berat

jenis cairan 1 g/cm3.

Gambar 8b. Manometer pipa U-satu sisi 0 – 1 kPa berat jenis cairan

0,78 g/cm3.

Gambar 8c. Manometer pipa miring 0 – 500 Pa berat jenis cairan

0,78 g/cm3.



1. Pengaruh Putaran Fan Terhadap Tekanan Statis

a. Kenaikan Tekanan Statis

Tujuan :

Mengetahui pengaruh perubahan putaran fan terhadap jumlah

tekanan (statis) masuk dan keluar pada kondisi saluran keluar tanpa

hambatan.

Susunan Alat Percobaan

Susunlah alat percobaan seperti pada Gambar 9. Hubungkan titik –

titik pengukuran tekanan dengan ujung-ujung manometer:

(+) dihubungkan dengan (+) sebagai saluran keluar (outflow)

(-) dihubungkan dengan (-) sebagai saluran masuk (suction)

Kondisi Percobaan

Aliran Tanpa Hambatan

Saluran penyeragaman aliran terbuka pada bagian atasnya

Gambar 9 Pengukuran Tekanan



Cara Pengujian :

1. Hidupkan motor pada putaran rendah, misalnya pada 500 rpm,

ukur kenaikan tekanannya

2. Kemudian, putaran fan dinaikkan menjadi 750 rpm dan

tekanannya diukur lagi. Ulangi hal ini dengan menaikkan putaran

sebesar 250 rpm sehingga mencapai putaran 2700 rpm.

Data Pengukuran

No. Putaran (rpm) P (kPa)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

b. Beda Tekanan pada Saluran Masuk Fan

Tujuan :

Mengetahui pengaruh perubahan putaran fan terhadap besarnya

tekanan (statis) pada saluran masuk fan pada kondisi saluran keluar

tanpa hambatan.

Susunan Alat Pengujian :

Susunlah alat pengujian seperti pada gambar 9.

Pengujian (b) ini sama seperti pada pengujian (a), hanya pengukuran

dilakukan pada saluran masuk (suction) dari fan :




Kondisi Pengujian :



Cara Pengujian :






Data Pengukuran


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

c. Beda Tekanan pada Saluran Keluar Fan

Tujuan :

Mengetahui pengaruh perubahan putaran fan terhadap besarnya

tekanan (statis) pada saluran keluar fan pada kondisi saluran tanpa

hambatan.




Susunlah alat pengujian seperti pada gambar 9.

Pengujian (c) ini sama seperti pada pengujian (b), hanya pengukuran

dilakukan pada saluran keluar (outflow) dari fan :

(+) dihubungkan dengan (+) sebagai saluran masuk (suction)

Kondisi Pengujian :



Cara Pengujian :






Data Pengukuran


1

2

3

4

5

6

7

8

9



10

2. Pengaruh Pembukaan Damper terhadap Tekanan Statis

Tujuan :

Mengetahui pengaruh pembukaan damper yang dipasang pada ujung

saluran keluar terhadap tekanan statis.


Susunan alat pengujian yang dipakai seperti pada gambar 10 hanya

pada ujung saluran keluar dipasangkan damper. Pada pengujian ini

dilakukan dengan tiga macam posisi damper, yaitu terbuka penuh, kira-

kira ½, dan tertutup penuh.

Gambar 10 Pengukuran tekanan Menggunakan damper

Kondisi Pengujian :

Aliran dengan Hambatan

Damper terpasang pada ujung saluran penyeragaman



Cara Pengujian :

1. Susunlah alat pengujian seperti pada gambar 10, tetapi ujung atasnya

terpasang damper

2. Hubungkan titik-titik pengukuran tekanan dengan ujung-ujung

manometer

(+) dihubungkan dengan (+) sebagai saluran keluar (outflow)


3. Hidupkan motor listrik

4. Naikkan putarannya sehingga mencapai putaran 2700 rpm

5. Posisi damper terbuka penuh, ukurlah tekanan-tekanannya

6. Ulangi langkah 3, tetapi posisi damper terbuka ½

7. Ulangi langkah 4, tetapi posisi damper tertutup penuh

Data Pengukuran

Posisi Damper

Terbuka penuh Kira-kira ½ Tertutup penuh

Tekanan keluar

(kPa)

Tekanan masuk

(kPa)

Perbedaan



tekanan (kPa)

3. Pengukuran Kecepatan Aliran Volume dengan Venturimeter

a. Pengaruh Putaran Fan terhadap Tekanan Efektif Venturi

Tujuan :

Mengetahui hubungan antara putaran fan dengan tekanan efektif

yang diukur pada venturi.

Susunan Alat Percobaan :

Susunan alat percobaan yang dipakai seperti pada gambar 11,

venturi dipasang pada ujung saluran keluar. Pengukuran perbedaan

tekanan pada kedua titik pada venturi dilakukan dengan menggunakan

manometer pipa U. Cara pembacaan perbedaan tekanannya seperti

ditunjukkan dalam gambar 12 ∆P = h1 + h2

Gambar 11 Pemasangan venturi pada saluran



Gambar 12 Pembacaan perbedaan tekanan pada venturi

Cara Percobaan :

1. Susunlah alat percobaan seperti pada gambar 11

2. Hubungkan titik-titik pengukuran tekanan pada venturi dengan

ujung – ujung manometer U


4. Naikkan putaran fan pelan-pelan pada putaran 500 rpm catat

tekanan yang terbaca pada manometer U

5. Pada tiap kenaikan 250 rpm, ulangi lagi pencatatan tekanannya

sampai putarannya mencapai 2700 rpm



Data Pengukuran


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

b. Pengaruh Pembukaan Damper terhadap Tekanan Efektif Venturi

Tujuan :

Mengetahui hubungan antara posisi pembukaan damper dengan

tekanan efektif pada venturi.


Susunlah alat percobaan yang dipakai seperti pada gambar 11,

venturi dan damper dipasang pada ujung saluran keluar. Pengukuran

perbedaan tekanan pada kedua titik pada venturi dilakukan dengan

menggunakan manometer pipa U. Cara pembacaan perbedaan

tekanannya seperti ditunjukkan dalam gambar 12.

Cara Percobaan

1. Susunlah alat percobaan seperti pada gambar 11

2. Hubungkan titik-titik pada pengukur tekanan pada venturi dengan

ujung-ujung manometer U




4. Naikkan putaran fan pelan-pelan sehingga putarannya mencapai

harga nominalnya

5. Pada putaran ini pengukuran ∆P dan tekanan pada outlet dari fan

dilakukan pada tiga posisi damper :

Terbuka penuh

Terbuka kira-kira setengah

Tertutup penuh

Perhitungan aliran volume

Besarnya aliran volume pada penurunan tekanan ∆P, dapat dihitung dengan persamaan berikut :

V =

Dimana :

V = aliran volume (m3/s)

= koefisien aliran ~ 1,03

ε = koefisien ekspansi ~ 0.99

Ad = luasan venturi = π.d2/4 dengan d = 40 mm

∆P = tekanan efektif

Ρ = massa jenis udara pada saluran masuk venturi ~ 1,293 kg/m3

m = Ad/AD = d2/D2



Data Pengukuran

Posisi Damper

Terbuka penuh Kira-kira ½ Tertutup penuh

Tekanan

efektif (kPa)

Aliran Volume

(m3/s)

4. Pengaruh Pembukaan Conical Iris terhadap Tekanan Efektif Venturi

Tujuan :

Mengetahui hubungan antara posisi pembukaan conical iris dengan

tekanan efektifnya.


Susunan alat percobaan yang dipakai seperti pada gambar 11 namun

venturinya diganti dengan conical iris. Pengukuran perbedaan tekanan

pada kedua titik pada komponen ini dilakukan dengan menggunakan

manometer pipa U. Cara pembacaan perbedaan tekanannya seperti

ditunjukkan dalam gambar 12 ∆P = h1 + h2

Cara Percobaan

1. Susunlah alat percobaan seperti pada gambar 11 tetapi venturinya

diganti dengan conical iris

2. Hubungkan titik – titik pengukuran tekanan pada conical iris dengan

ujung – ujung manometer U




4. Naikkan putaran fan pelan-pelan sehingga putarannya mencapai harga

nominalnya

5. Pada putaran ini pengukuran ∆P conical iris dilakukan pada enam

bentuk kerucut

Data Pengukuran

No. Posisi P (kPa)

1 6

2 5

3 4

4 3

5 2

6 1



Centrifugal Fan Testing Test

Contoh Perhitungan :

Data : α = ……. Δd = .......

ε = …….

γ = ……..

Pada damper terbuka penuh

Pada damper terbuka setengah

Pada damper tertutup rapat

Keterangan :


V =aliran volume (m3/s)

ε = koefisien kecepatan aliran

Δd = diameter (m)

ΔP = selisih tekanan (kPa)

γ = berat jenis udara (kg/m3)

α = koefisien gesek



Contoh Perhitungan:

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................



1. H

ub

un

gan

an

tara

Pu

tara

n d

enga

n B

eda

Tek

anan

Mas

uk

(∆

Pin

)

Ket

eran

gan

: X

= P

uta

ran

, Y =

∆P

in

(Y-i

-jX

-kX

2 )2(Y

-a-b

X)2

(Y-y

)2X

2 YX

4X

3X

2X

YY

XN

o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∑



2. H

ub

un

gan

an

tara

Pu

tara

n d

enga

n B

eda

Tek

anan

Kel

uar

(∆

Pou

t)K

eter

anga

n :

X =

Pu

tara

n, Y

=∆

Pou

t

(Y-i

-jX

-kX

2 )2(Y

-a-b

X)2

(Y-y

)2X

2 YX

4X

3X

2X

YY

XN

o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∑



3. H

ub

un

gan

an

tara

Pu

tara

n d

enga

n B

eda

Tek

anan

Tot

al (

∆P

tot)

Ket

eran

gan

: X

= P

uta

ran

, Y =

∆P

tot

(Y-i

-jX

-kX

2 )2(Y

-a-b

X)2

(Y-y

)2X

2 YX

4X

3X

2X

YY

XN

o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∑

Contoh perhitungan statistik:



Regresi Linear (Y = a + bX)

Regresi Polinomial (Y = i + jX + kX2)

dari persamaan i, ii, dan iii diperoleh harga: i = ………..; j = …………; k = ………...



Analisa grafik

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................



4. H

ub

un

gan

an

tara

bu

kaa

n d

amp

er d

enga

n B

eda

Tek

anan

Mas

uk

(∆

Pin

)X

= B

uk

aan

Dam

per

; Y

= ∆

Pin

(Y-i

-jX

-kX

2 )2(Y

-a-b

X)2

(Y-y

)2X

2 YX

4X

3X

2X

YY

XN

o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∑




5. H

ub

un

gan

an

tara

bu

kaa

n d

amp

er d

enga

n B

eda

Tek

anan

Kel

uar

(∆

Pou

t)X

= B

uk

aan

Dam

per

;

Y =

∆P

out

(Y-i-jX-

(Y-a-bX)

2(Y-y)2

X2Y

X4X3

X2XY

YX

N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∑


6. H

ub

un

gan

an

tara

bu

kaa

n d

amp

er d

enga

n B

eda

Tek

anan

Tot

al (

∆P

tot)

X =

Bu

kaa

n D

amp

er

; Y

= ∆

Pto

t

(Y-i

-jX

-kX

2 )2(Y

-a-b

X)2

(Y-y

)2X

2 YX

4X

3X

2X

YY

XN

o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∑









Analisa grafik:

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................



7. H

ub

un

gan

anta

raP

uta

ran

den

gan

Tek

anan

pad

a N

ozzl

e V

entu

riX

= P

uta

ran

; Y

= P

nv

(Y-i

-jX

-kX

2 )2(Y

-a-b

X)2

(Y-y

)2X

2 YX

4X

3X

2X

YY

XN

o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∑









Analisa grafik:

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................



8. H

ub

un

gan

an

tara

bu

kaa

n d

amp

er d

enga

n V

olu

me

alir

anX

= b

uk

aan

dam

per

;

Y =

vol

um

e al

iran

(Y-i

-jX

-kX

2 )2(Y

-a-b

X)2

(Y-y

)2X

2 YX

4X

3X

2X

YY

XN

o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∑









Analisa grafik:

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................



9. H

ub

un

gan

an

tara

Bu

kaa

n C

onic

al I

ris

den

gan

Tek

anan

Tot

alX

= b

uk

aan

con

ocal

iris

;

Y =

P t

ot

(Y-i

-jX

-kX

2 )2(Y

-a-b

X)2

(Y-y

)2X

2 YX

4X

3X

2X

YY

XN

o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∑









Analisa grafik:

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................


