Modul Iv Fr_12215073 6o2m3u

MODUL IV PENGUKURAN VISKOSITAS DENGAN OSTWALD VISCOMETER LAPORAN PRAKTIKUM FLUIDA RESERVOIR Nama

:

Made Ray Yuda Suyatna

NIM

:

12215073

Kelompok

:

6

Tanggal Praktikum

:

10 November 2016

Tanggal Penyerahan :

17 November 2016

Dosen

:

Zuher Syihab, ST, Ph.D

Asisten Modul

:

1. Lambang Tejo Handoko (12211020) 2. Agung Setiaji (12211053) 3. Rian Edi Cahyanto (12211057)

LABORATORIUM ANALISIS FLUIDA RESERVOIR PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2014 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ............................................................................................. DAFTAR ISI ......................................................................................................... 1 DAFTAR GAMBAR............................................................................................. 2 DAFTAR TABEL ................................................................................................. 3 DAFTAR GRAFIK ............................................................................................... 4

BAB I TUJUAN PRAKTIKUM .......................................................................... 5 BAB II TEORI DASAR ....................................................................................... 6 BAB III ALAT DAN BAHAN ............................................................................. 7 BAB IV DATA DAN PENGOLAHAN DATA ................................................... 8 4.1 Data Percobaan .................................................................... 8 4.2. Pengolahan Data ................................................................. 8 BAB V ANALISIS................................................................................................. 13 5.1 Asumsi................................................................................... 13 5.2 Analisi Alat ........................................................................... 14 5.3 Keberjalanan Praktikum 5.4 Analisis Data dan Hasil ....................................................... 14 BAB VI KESIMPULAN ....................................................................................... 15 BAB VII DAFTAR PUSTAKA ........................................................................... 16

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Persamaan Konversi Viskositas Kinematik....................................... 1 Tabel 4.1 ................................................................................................................. 7 Tabel 4.2 ................................................................................................................. 8 Tabel 4.3 ................................................................................................................. 9 Tabel 4.4 ................................................................................................................. 9 Tabel 4.5 ................................................................................................................. 10

BAB I TUJUAN PRAKTIKUM 1.1 Tujuan Mengetahui pemakaian Ostwald Viscometer untuk: 1. Menentukan konstanta (C) alat Ostwald Viscometer. 2. Menentukan viskositas fluida yang mengalir melalui pipa kapiler. 3. Menentukan hubungan viskositas dan temperatur.

BAB II TEORI DASAR Setiap fluida memiliki sifat keengganan untuk mengalir yang umumnya disebut viskositas. Sifat ini mencerminkan adanya tahanan yang dilakukan oleh suatu lapisan fluida terhadap lapisan lain di dekatnya. Viskositas kinematik adalah ukuran keengganan aliran suatu fluida di bawah pengaruh gaya gravitasi dan beban tekanan yang proporsional terhadap densitas fluida. Suatu fluida yang berada di bawah pengaruh gravitasi memiliki beban hidrostatik dimana beban tekanan pada cairan utamanya terletak pada densitas cairan tersebut. Viskositas kinematik (v) dinyatakan dalam centistoke dan dapat ditentukan berdasarkan dimensi viscometer dengan persamaan berikut:

𝑣= Dimana:

𝜋𝑑 2 ℎ𝑡 𝐸 − 128𝑉𝐼 𝑡 2

v

= Viskositas kinematic (cSt)

D

= Diameter pipa kapiler (cm)

L

= Panjang pipa kapiler (cm)

H

= Jarak vertical antara atas dan bawah meniscus (cm)

V

= Volume cairan yang melalui pipa kapiler (cm2)

E

= Koreksi energi konetik (cSt/sec2)

T

= Waktu alir (sec)

Persamaan tersebut dapat disederhanakan dengan mengabaikan koreksi energi kinetic sehingga menjadi: 𝑣 = 𝐶𝑡 Koreksi energi kinetic terhadap waktu dapat diabaikan jika waktu aliran lebih dari 200 detik dengan pengecualian pada ukuran yang umum untuk pengukuran viksositas cairan yang rendah (seperti dikatakan di dalam table dimensi viscometer yang konstantanya sama atau kurang dari 0,05 cSt/sec maka koreksi energi akan berpengaruh tetapi jika waktu aliran minimumnya 200 detik maka diabaikan).

Persamaan di atas berasal dari persamaan umum Poiseulle untuk pipa kapiler. Pada metode ini diukur waktu yang diperlukan sejumlah volume tertentu cairan yang mengalir melalui pipa kapiler di bawah pengaruh tekanan penggerak yang tetap.

𝜇=

Dimana:

𝜋𝑟 4 𝛥𝑃 8𝑉𝐼

µ

= Viskositas dinamik (poise)

r

= Jari-jari pipa kapiler (cm)

t

= Waktu pengaliran (detik)

∆P

= Selisih tekanan (dyne/cm2)

Konstanta (C) dapat ditentukan dari viscometer standar dengan persamaan berikut: 𝐶1 𝐶2

𝑡

= 𝑡2 1

Dimana:

C1

= Konstanta C dari viscometer yang dikalibrasi

t1

= Flowtime dari viscometer yang dikalibrasi

C2

= Konstanta C dari viscometer standar

t2

= Flowtime dari viscometer standar

Seperti telah dikemukakan sebelumnya, konstanta alat (C, /sec) dapat ditentukan darihubungan v = C x t. Sedangkan viskositas dinamik dapat ditentukan dari hubungan: µ=ρxv

Di mana: ρ = Densitas pada temperatur yang sama dengan temperatur pengukuran (gr/cc) 1 N s/m2 = 1 Pa s = 10 poise = 1000 miliPa s 1 m2/s = 1 x 104 cm2/s = 1 x 104 stokes = 1 x 106 centistokes

Prinsip Viscometer Oswald Viscometer Oswald untuk mengukur sampel yang encer atau kurang kental. Berdasarkan persamaan poisseulle, dengan membandingkan wakltu alir cairan sampel dan cairan pembanding menggunakan alat yang sama.

Type equation here.

BAB III ALAT DAN BAHAN

1. Ostwald viscometer 2. Stopwatch 3. Picnometer 4. Termometer 5. Constant Temperature Bath 6. Gelas Ukur 7. Neraca Analitis 8. Rubber penjepit 9. Aquades 10. Sampel Crude oil 11. Bola karet

BAB IV DATA DAN PENGOLAHAN DATA

4.1 Data  Data Percobaan Massa picnometer 5 ml

: 15,8 gram

Tabel 4.1 Massa crude oil pada picnometer 5 ml di berbagai suhu. Percobaan

Temperatur(oC)

Massa crude oil + massa picnometer 5 ml

1

40

20,9 gram

2

50

20,8 gram

Tabel 4.2 Data viskositas kinematic dan viskositas dinamik air terhadap temperatur Temperatur Viskositas Dinamik (10-3 0 ( C) Ns/m2 = 102 ) 0 1,787 5 1,519 10 1,307 20 1,002 30 0,798 40 0,653 50 0,547 60 0,467 70 0,404 80 0,355 90 0,315 100 0,282 o Temperatur( C) Waktu (detik) 50

Viskositas Kinematik (10-6 m2/s = 1 cSt) 1,787 1,519 1,307 1,004 0,801 0,658 0,553 0,475 0,413 0,365 0,326 0,294

309

Tabel 4.4 Laju alir crude oil pada Ostwald Viscometer.

Tabel 4.3 Laju alir air pada Ostwald Viscometer.



Temperatur(oC)

Waktu (detik)

40

243

50

210

Data Asisten  Sampel B Temperatur waktu alir (°C) (s) 40 44 45 34.431 50 33.012 55 32.487 60 32.252  Sampel D

Densitas (gr/cc) 0.882 0.88 0.864 0.84 0.84

Temperatur (°C) 40 42 48 50 55

Densitas (gr/cc) 0.86 0.86 0.86 0.86 0.86

waktu alir (s) 63.43 40.59 36.78 36.55 35.5

4.2 Pengolahan Data  Data Praktikum  Penentuan Konstanta Alat (C) 𝑣=𝐶𝑥𝑡 Dimana: 𝑣 = viskositas kinematik (cSt) C = konstanta alat (cSt/s) t = waktu alir fluida (s) Dengan menggunakan data viskositas kinematik air pada suhu 50oC, maka dapat diperoleh nilai konstanta alat: 𝑣 0,553 𝐶= = = 1,789644013×10−3 𝑐𝑆𝑡/𝑠 𝑡 309



Penentuan viskositas kinematik crude oil 𝑣=𝐶𝑥𝑡

Nilai konstanta alat (C) sudah didapat, maka viskositas kinematik sampel crude oil dapat dicari dengan memasukkan nilai konstanta alat dan waktu alir sampel. Didapat hasil berikut: Tabel 4.6 Viskositas kinematik crude oil



Temperatur(oC)

Viskositas kinematik (cSt)

40

0,435

50

0,376

Penentuan densitas (ρ) crude oil ρ=

𝑚 𝑉

𝑚 = massa crude oil (gram) 𝑉 = volume picnometer (ml) 𝜌 = densitas fluida crude oil (gram/ml)

Tabel 4.7 Densitas crude oil pada berbagai temperatur

Percobaan

Temperatur(oC)

ρ crude oil dengan picnometer 5 ml



1

40

1,02 gram/ml

2

50

1 gram/ml

Penentuan Viskositas Dinamik crude oil 𝜇 = 𝜌𝑥𝑣

µ = viskositas dinamik () 𝑣 = viskositas kinematik (cSt) 𝜌 = densitas fluida crude oil (gram/ml) Tabel 4.8 Viskositas dinamik crude oil



Temperatur(oC)

Viskositas dinamik ()

40

0,444

50

0,376

Data Asisten C = 1,789644013 x 10-3 cSt/s  Sampel B

Temperatur waktu alir (°C) (s) 40 44 45 34.431 50 33.012 55 32.487 60 32.252  Sampel D

Temperatur (°C) 40 42 48 50 55

waktu alir (s) 63.43 40.59 36.78 36.55 35.5

Densitas (gr/cc) 0.882 0.88 0.864 0.84 0.84

Viskositas kinematic (cSt) 78,744 x 10-3 61,619 x 10-3 59,080 x 10-3 58,140 x 10-3 57,720 x 10-3

Densitas (gr/cc) 0.86 0.86 0.86 0.86 0.86

Viskositas kinematic (cSt) 113,517 x 10-3 72,642 x 10-3 65,823 x 10-3 65,412 x 10-3 63,532 x 10-3

Viskositas dinamik () 69,452 x 10-3 54,225 x 10-3 51,045 x 10-3 48,838 x 10-3 48,485 x 10-3

Viskositas dinamik () 97,625 x 10-3 62,472 x 10-3 56,608 x 10-3 56,254 x 10-3 54,638 x 10-3

BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN

5.1 Asumsi Sebelum kita melakukan percobaan kali ini, diperlukan asumsi-asumsi yang digunakan agar percobaan dapat dikatakan dalam kondisis ideal. Asumsi-asumsi yang diperlukan dalam menentukan viskositas fluida dengan Ostwald Viscometer yaitu: 

Konstanta alat ostwald viscometer dianggap sama untuk tiap suhu percobaan.



Ostwald Viscometer stabil pada posisi vertikal, tidak terpengaruh oleh stirrer saat pengadukan pada water bed.



Densitas air yang digunakan 1 gram/ml.



Suhu minyak maupun aquades tidak berubah selama pemindahan ke alat lain.



Suhu dalam water bed dianggap sama dengan suhu ostwald viscometer saat proses pemanasan berlangsung.



Picnometer dan Ostwald Viscometer bersih dari pengotor seperti air,dll.

5.2 Keberjalanan Praktikum Praktikum tidak berjalan dengan lancar. Pengukuran densitas sampel minyak memperoleh data yang tidak valid, karena densitas yang dihasilkan lebih besar dari satu yang seharusnya sesuai dengan literature besarnya densitas crude oil kurang dari satu. 5.3 Analisis Alat a. Ostwald Viscometer Prinsip kerja dari alat ini secara umum adalah menghitung viskositas kinematik suatu sampel fluida dengan menghitung waktu alir fluida yang dimasukkan ke dalam pipa kapiler

pada batas atas sampai fluida mencapai batas bawah. Sebelum menghitung viskositas kinematik, terlebih dahulu kita menentukan konstanta dari alat ini dengan menggunakan air sebagai sampel dan menghitung waktu alir air yang kemudian dihitung nilai viskositas kinematiknya berdasarkan data acuan yang ada (tertera pada Bab Data & Pengolahan Data). Dalam percobaan ini kami menginginkan waktu alir dari fluida minimal 200 detik atau lebih karena kami ingin mengabaikan koreksi energi kinetik, apabila waktu alir dari fluida kurang dari 200 detik, kami harus mengganti alat ostwald tersebut dengan diameter yang lebih kecil. b. Picnometer Selain ostwald viscometer, kami menggunakan picnometer berukuran 5 ml sebagai alat untuk mengukur densitas dari sampel. Prinsip alat picnometer yaitu menentukan densitas suatu fluida berdasarkan hukum kekekalan massa dalam kondisi temperatur dan tekanan konstan. 5.4 Analisis Data & Hasil Hasil pengukuran viskositas sampel crude oil dengan Ostwald Viscometer dalam percobaan ini menunjukkan bahwa suhu mempengaruhi besar viskositas dari fluida. Pada suhu 40 0C viskositas kinematic sampel crude oil adalah 0,4348834951 cSt, dan pada suhu viskositas kinematic sampel crude oil adalah 0,3758252427 cSt. Perbedaan nilai viskositas ini disebabkan karena selama pemanasan energi kinetic dari molekul penyusun minyak itu sendiri meningkat, akibatnya tumbukan antara molekul semakin sering terjadi sehingga jarak tiap molekul bertambah. Hal ini menyebabkan penurunan gaya antar molekul sehingga minyak lebih mudah bergerak dan viskositas menurun. Jika dibandingkan dengan data asisten diperoleh nilai densitas oil yang berbeda, waktu alir yang berbeda yang berdampak pada perbedaan nilai viskositas itu sendiri. Perbedaan ini mungkin disebabkan oleh beberapa hal seperti sampel minyak yang digunakan kurang baik, terdapat kesalahan parallax, dan picnometer yang sudah tidak presisi lagi/ rusak sehingga menghasilkan nilai densitas yang tidak valid. Dari percobaan didapatkan viskositas dinamik berdasarkan hubungan viskositas dinamik dengan viskositas kinematik dan massa jenis sampel. Pada suhu 40 0C viskositas dinamik sampel adalah 0,443581165 . Pada suhu 50 0C viskositas dinamiknya adalah 0,3758252427 . Dari hasil tersebut dapat disimpulkan juga bahwa viskositas dinamik juga menurun seiring dengan peningkatan suhu dan hal ini sesuai dengan teori menyatakan bahwa viskositas dinamik proporsional terhadap viskositas kinematik dan massa jenis sampel. Apabila viskositas kinematik menurun maka berlaku juga untuk viskositas dinamik yang juga menurun. BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Simpulan 1. Konstanta alat (C) untuk Ostwald Viscometer adalah 1,789644013 x 10-3 cSt/s. 2. Viskositas sampel crude oil adalah sebagai berikut:  Pada 40 0C: v = 0,435 cSt ; µ = 0,444  Pada 50 0C: v = 0,376 cSt ; µ = 0,376 3. Viskositas dinamik dan kinematik dari minyak akan berkurang seiring dengan kenaikan temperatur karena saat pemanasan getaran antar molekul minyak bertambah sehingga menyebabkan penurunan gaya antar molekul sehingga minyak lebih mudah bergerak dan viskositas semakin berkurang. 6.2 Kesan Pesan  Praktikum seru, asistennya menyenangkan dan baik hati. Sayang dari kita kurang persiapan sehingga performa terlihat buruk saat tes alat dan itu membuat asisten kesal. Jadi mohon maaf untuk asisten karena kami kurang baik dalam bekerjasama mulai dari mengerjakan tp dan belajar bareng untuk praktikum. Terima kasih atas semua saran dan masukannya abang dan kakak.

DAFTAR PUSTAKA McCain, William D. Jr. 1990. The Properties of Petroleum Fluids, 2nd Edition. Oklahoma: Pen Well Publishing Co. Siagian, Ucok. 2002. Diktat Kuliah Fluida Reservoir. Bandung: TM ITB. Laboratorium Analisa Fluida Reservoir. 2016. Buku Petunjuk Praktikum Fluida Reservoir. Bandung: TM ITB.