Analisa Performansi Pompa Sentrifugal Susunan Tunggal, Seri Dan Paralel

(1)

ANALISA PERFORMANSI POMPA SENTRIFUGAL

SUSUNAN TUNGGAL, SERI DAN PARALEL

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

JUNEDO GANDANI DONGORAN

NIM. 090421055

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

ANALISA PERFORMANSI POMPA SENTRIFUGAL

SUSUNAN TUNGGAL, SERI DAN PARALEL

JUNEDO GANDANI DONGORAN

NIM. 090421055

Diketahui / Disahkan : Disetujui oleh :

DepartemenTeknik Mesin Dosen Pembimbing, Fakultas Teknik USU

Ketua,

Dr. Ing. Ikhwansyah Isranuri

(3)

ABSTRAK

Tugas akhir ini dibuat guna mengetahui performansi pompa sentrifugal

yang disusun secara tunggal, seri dan paralel dengan spesifikasi yang sama.

Pengujian ini menggunakan jenis fluida air. Untuk mendapatkan kurva

karakteristik pompa dapat dilakukan dengan cara mengatur debit melalui

pengaturan pembukaan katup.

Dari hasil Pengujian karakteristik pompa menggunakan fluida air pada susunan

tnggal, seri dan paralel dengan spesifikasi yang sama, dapat diperoleh data sebagai

berikut : debit maksimal terdapat pada pompa paralel yaitu sebesar 1,96 10-2 m3/s dengan head total 8,05 m dan debit terendah pada pompa seri bukaan katup

40%-20% yaitu sebesar 0,36 10-2 m3/s dengan head total 18,50 m Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa debit pada susunan paralel lebih besar daripada susunan

tunggal maupun seri, karena pada susunan paralel kedua pompa sama-sama

menghisap zat cair dari bak penampungan.

(4)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas

berkat-Nya memberikan pengetahuan, pengalaman, kesehatan dan kesempatan

kepada penulis, sehingga mampu menyelesaikan tugas akhir ini.

Tugas akhir ini merupakan satu persyaratan guna menyelesaikan

pendidikan untuk meraih gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Mesin

Universitas Sumatera Utara. Adapun judul tugas akhir ini adalah

”Analisa Performansi Pompa Sentrifugal Susunan Tunggal, Seri dan Paralel”.

Dalam proses pembuatan laporan ini, penulis telah mendapat bimbingan

dan bantuan dari berbagai pihak baik material, spiritual, informasi maupun segi

administrasi. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Syahrul Abda, M.S.c, koordinator Ekstensi Departemen Teknik

Mesin Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Dr. Ing, Ir.Ikhwansyah Isranuri, selaku ketua Departemen Teknik

Mesin Universitas Sumatera Utara .

3. Bapak Ir. A.Halim Nasution, Msc, sebagai dosen pembimbing penulis

yang dengan sabar telah meluangkan waktu, pemikiran dan tenaga untuk

membimbing serta memberikan arahan hingga selesainya Tugas Sarjana

ini.

4. Seluruh Staf Pengajar pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bekal pengetahuan

kepada penulis hingga akhir studi.

5. Orang tua tercinta yang selalu memberikan dorongan, nasehat, kasih

sayang, doa, dukungan material dan spiritual serta adik, dan teman-teman

yang banyak membantu penulis.

6. Seluruh Pegawai yang banyak membantu penulis dari awal hingga akhir

studi dalam menangani administrasi sekalipun ditengah-tengah kesibukan

yang padat, serta kepada seluruh pegawai lainnya di Departemen Teknik

Mesin FT-USU.

(5)

dan inspirasi khususnya angkatan 2009 baik selama masa kuliah maupun

dalam penyelesaian skripsi ini.

8. Semua pihak yang telah membantu dan mendukung dalam menyelesaikan

Tugas Akhir ini.

Penulis sadar bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna dikarenakan

keterbatasan penulis. Untuk itu penulis tetap mengharapkan saran dan kritik yang

sifatnya membangun untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.

Medan, 5 Juni 2012

Junedo Gandani D

NIM.090421055

(6)

DAFTAR ISI

Lembar Pengesahan

Abstrak ... i

Kata Pengantar ...ii

Daftar Isi ... iv

Daftar Gambar ... vii

Daftar Tabel ...viii

BAB I Pendahuluan 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Maksud dan Tujuan ... 1

1.3. Kegunaan dan Manfaat ... 2

1.4. Rumusan Masalah ... 2

1.5. Batasan Masalah ... 3

1.6 Metode Penulisan... 3

1.7. Sistematika Penulisan ... 3

BAB II Landasan Teori 2.1. Pompa ... 5

2.2. Klasifikasi Pompa ... 6

2.3. Positive Displacement Pumps atau Pompa Perpindahan Positif... 6

2.3.1. Pompa Rotary atau Pompa Berputar ... 7

2.3.2. Pompa Reciprocating (Bolak-balik) ... 12

2.4. Pompa Dinamik ... 15

2.5. Pompa Sentrifugal ... 15

2.5.1. Kompone-Komponen Pompa Sentrifugal ... 16

2.5.2. Karakteristik Pompa Sentrifugal ... 17

2.5.3. Operasi Pompa Tunggal, Paralel dan Seri dengan Pompa yang sama ... 19

2.5.4 Kurva Karakteristik Pompa Sentrifugal ... 21

(7)

3.2. Peralatan ... 23

3.3. Prosedur Pengujian Pompa... 28

3.4. Pengamatan ... 31

3.5. Rumus-rumus yang Digunakan ... 31

BAB IV Analisa Perhitungan Karakteristik Pompa 4.1. Data Hasil Pengujian... 36

4.2. Perhitungan Data Hasil Pengujian ... 36

4.3. Pembahasan ... 67

4.4. Grafik Karakteristik Pompa... 68

4.4.1. Grafik Pompa Tunggal ... 68

4.4.2. Grafik Pompa Paralel ... 70

4.4.3. Grafik Pompa Seri ... 72

BAB V Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan ... 74

5.2. Saran ... 75

(8)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Diagram Jenis – Jenis Pompa ... 6

Gambar 2.2 Screw Pumps atau Pompa Skrup ... 8

Gambar 2.3 External Gear Pumps atau Roda Gigi Luar ... 9

Gambar 2.4 Internal Gear Pumps atau Roda Gigi Dalam ... 9

Gambar 2.5 Lobe Pumps atau Pompa Cuping... 10

Gambar 2.6 Pompa Torak Kerja Tunggal ... 13

Gambar 2.7 Skema Pompa Torak Kerja Tunggal ... 13

Gambar 2.8 Pumps Double Action Piston atau Pompa Torak Kerja Ganda ... 13

Gambar 2.9 Single Cylinder Piston Pumps atau Pompa Torak Silinder Tunggal ... 14

Gambar 2.10 Double Cylinder Piston Pumps atau Pompa Torak Silinder Ganda ... 14

Gambar 2.11 Pompa Sentrifugal... 16

Gambar 2.12 Pompa Susunan Tunggal ... 20

Gambar 2.13 Pompa Susunan Paralel ... 20

Gambar 2.14 Pompa Susunan Seri ... 20

Gambar 2.12 Operasi Tunggal, Seri dan Paralel Dari Pompa-pompa Dengan Karakteristik yang Sama ... 21

Gambar 3.1 Alat Ukur RPM (tachometer) ... 23

Gambar 3.2 Stop watch ... 24

Gambar 3.5 Pompa Disusun Secara Tunggal ... 25

Gambar 3.6 Pompa Disusun Secara Paralel ... 26

Gambar 3.7 Pompa Disusun Secara Seri ... 26

Gambar 3.8 Instalasi Pengujian ... 27

(9)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Untuk Pompa Tunggal ... 36

Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Untuk Pompa Paralel ... 36

Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian Untuk Pompa Seri ... 36

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Karakteristik Pompa Tunggal ... 66

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Karakteristik Pompa Paralel ... 66

(10)

ABSTRAK

Tugas akhir ini dibuat guna mengetahui performansi pompa sentrifugal

yang disusun secara tunggal, seri dan paralel dengan spesifikasi yang sama.

Pengujian ini menggunakan jenis fluida air. Untuk mendapatkan kurva

karakteristik pompa dapat dilakukan dengan cara mengatur debit melalui

pengaturan pembukaan katup.

Dari hasil Pengujian karakteristik pompa menggunakan fluida air pada susunan

tnggal, seri dan paralel dengan spesifikasi yang sama, dapat diperoleh data sebagai

berikut : debit maksimal terdapat pada pompa paralel yaitu sebesar 1,96 10-2 m3/s dengan head total 8,05 m dan debit terendah pada pompa seri bukaan katup

40%-20% yaitu sebesar 0,36 10-2 m3/s dengan head total 18,50 m Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa debit pada susunan paralel lebih besar daripada susunan

tunggal maupun seri, karena pada susunan paralel kedua pompa sama-sama

menghisap zat cair dari bak penampungan.

(11)

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Performansi dalam industri yang berkala besar maupun kecil merupakan

suatu kegiatan yang sangat penting dalam berlangsungnya suatu proses. Dengan

demikian performansi dapat menopang perpanjangan umur dan meningkatkan

produktifitas peralatan yang dipakai, apabila performansi peralatan dalam suatu

pabrik kurang ditangani akan mengakibatkan gangguan yang dapat menghambat

proses industri yang telah ditentukan.

Peran pompa pada suatu pabrik sangat besar dimana seluruh pabrik

menggunakan peralatan ini dengan fungsi-fungsi yang ada. Untuk menggerakkan

pompa diperlukan tenaga yang diperoleh oleh motor listrik yang dipindahkan

dengan tenaga melalui kopling untuk memutar poros pompa. Dengan tenaga yang

didapat dari motor listrik ini, pompa dapat memindahkan banyak cairan, tinggi

dan jarak pemindahan yang dicapainya.

Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan

cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan

dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung

secara terus menerus.

Pompa sentrifugal merupakan salah satu jenis pompa pemindah non

positip yang prinsip kerjanya mengubah energi kinetis (kecepatan) cairan menjadi

energi potensial (dinamis) melalui suatu impeller yang berputar dalam casing.

Oleh karena alasan tersebut, penulis tertarik untuk membahasnya. Dengan

judul Performansi pompa sentrifugal susunan tunggal, seri dan paralel.

I.2. Maksud Dan Tujuan

Adapun yang menjadi maksud dan tujuan penulis dalam pembahasan

karya akhir ini adalah :

1. Maksud

(12)

b. Memberi kemudahan untuk penentuan kebutuhan operasi didalam

proses produksi.

c. Menjadi sumber informasi apabila terjadi kelainan dalm operasi

didalam produksi.

2. Tujuan

a. Menganalisis pengaruh kapasitas terhadap performa pompa

sentrifugal.

b. Mengetahui pengaruh kapasitas melalui pengaturan pembukaan

katup terhadap daya pompa yang dihasilkan.

c. Mendapatkan efisiensi pompa.

Adapun tujuan khusus dari penelitian ini adalah :

1. Mengatur variasi kapasitas melalui pengaturan pembukaan katup

yang divariasikan pada posisi 100%, 75%, 60%, 40%, 20%.

1.3. Kegunaan Dan Manfaat

Manfaat dari hasil penelitian yang dilakukan antara lain yaitu ;

Menghasilkan alat uji yang nantinya dapat dipergunakan secara praktis oleh

peneliti-peneliti lain,dan menghasilkan informasi-informasi yang bermanfaat

berkaitan dengan pengaruh kapasitas terhadap performance pompa guna

menghasilkan effisiensi pompa. Dan juga dapat menjadi model peraga dalam

pengajaran agar nantinya mahasiswa lebih memahami teori pompa sentrifugal

dengan praktek langsung menggunakan alat uji.

1.4. Rumusan Masalah

Seperti yang telah diuraikan bahwa pompa sentrifugal berfungsi sebagai

alat untuk memperlancar jalannya penyuplai fluida dalam suatu proses disuatu

pabrik. Yang perlu diperhatikan disini adalah bagaimana kemampuan kerja dari

sistem pengoperasian pompa sentrifugal. Agar pompa dapat beroperasi secara

optimal dan mendapat daya guna kerja pompa. Maka, pompa harus dioperasikan

dengan benar serta dilakukan pengontrolan. Keadaan dan performance pompa

(13)

terjadi. Sehingga sangat mempengaruhi kapasitas yang dihasilkan oleh pompa

sentrifugal tersebut.

Dari gambaran tersebut, didapat beberapa rumusan masalah tehadap unjuk

kerja (performance) pompa sentrifugal adalah: Berapa besar daya yang diterima

pompa sentrifugal yang dipengaruhi kapasitas yang dihasilkannya dan sejauh

mana daya guna yang diterima pompa sentrifugal yang dipengaruhi kapasitas yang

dihasilkannya.

1.5. Batasan Masalah

Pada penulisan tugas sarjana (skripsi) ini, permasalahan dibatasi pada:

1. Pompa yang dipilih adalah pompa sentrifugal.

2. Analisa perhitungan dilakukan terhadap head, debit, daya motor, daya

pompa dan efisiensi total dari rangkaian pompa tunggal, seri dan paralel.

3. Bukaan katup divariasikan pada posisi 100%, 80%, 60%, 40% .

1.6. Metode Penulisan

Adapun metode penulisan yang dipergunakan dalam penulisan karya akhir

ini adalah :

1. Studi Literatur: Mengambil bahan-bahan dari buku dan refrensi, jurnal,

artikel dari website yang dapat menunjang penyusunan karya akhir.

2. Melakukan survey lapangan.

3. Melakukan diskusi dengan Dosen Pembimbing.

1.7 Sistematika Penulisan

Skripsi ini disusun menjadi lima bagian dengan sistematika sebagai

berikut:

1. Bab I Pendahuluan, bab ini menjelaskan tentang latar belakang masalah,

rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian

dan sistematika penulisan

2. Bab II Landansan Teori, bab ini berisikan defenisi pompa, defenisi dan

prinsip pompa sentrifugal, klasifikasi dan komponen-komponen pompa

(14)

3. Bab III Metodologi Penelitian, berisi tentang peralatan yang digunakan

pada rangkaian pompa dan prosedur pengambilan data.

4. Bab IV Analisa Perhitungan Karakteristik Pompa, berisikan tentang

analisa dan perhitungan dari karakteristik pompa.

5. Bab V Penutup, bab ini berisikan kesimpulan dari seluruh skripsi dan saran

(15)

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Pompa

Pompa adalah merupakan salah satu jenis mesin yang berfungsi untuk

memindahkan zat cair dari suatu tempat ke tempat yang diinginkan. Zat cair

tersebut contonya adalah air, oli atau minyak pelumas, atau fluida lainnya.

Industri-industri banyak menggunakan pompa sebagai salah satu peralatan bantu

yang penting untuk proses produksi. Sebagai contoh pada pembangkit listrik

tenaga uap, pompa digunakan untuk menyuplai air umpan ke boiler atau

membantu sirkulasi air yang akan diuapkan di boiler.

Pada industri, pompa banyak digunakan untuk mensirkulasi air atau

minyak pelumas atau pendingin mesin-mesin industri. Pompa juga dipakai pada

motor bakar yaitu sebagai pompa pelumas, bensin atau air pendingin. Jadi pompa

sangat penting untuk kehidupan manusia secara langsung yang dipakai dirumah

tangga atau tidak lansung seperti pada pemakaian pompa di industri.

Pada pompa akan terjadi perubahan dari dari energi mekanik menjadi

energi fluida. Pada mesin-mesin hidrolik termasuk pompa, energi fluida ini

disebut head atau energi persatuan berat zat cair. Ada tiga bentuk head yang

mengalami perubahan yaitu head tekan, kecepatan dan potensial. Selain dapat

memindahkan cairan, pompa juga dapat berfungsi sebagai untuk meningkatkan

kecepatan, tekanan dan ketinggian pompa. (Djati Nursuhud, 2006)

Pompa memiliki komponen-komponen dalam proses memproduksi.

Komponen-komponen tersebut antara lain:

1. Pompa

2. Mesin Penggerak, berupa : motor listrik, mesin diesel atau sistem udara.

3. Pipa atau pemipaan digunakan untuk membawa fluida.

4. Kran, digunakan untuk mengendalikan aliran dalam sistem.

5. Sambungan, pengendalian dan instumentasi lainnya.

6. Peralatan penggunaan akhir, yang memiliki berbagai persyaratan.

(16)

pemompaan. Contoh: Alat Penukar Panas atau Heat Exchanger, tangki dan

mesin hidrolik.

2.2. Klasifikasi Pompa

Pompa dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara yang berbeda, misalnya

berdasarkan kondisi kerjanya, cairan yang dilayani / dipindahkan, bentuk elemen

yang bergerak, jenis penggeraknya, serta berdasarkan cara menghantar fluida dari

dari pipa hisap ke pipa tekan. Namun secara umum pompa dapat diklasifikasikan

sebagai berikut:

Gambar 2.1. Jenis- Jenis Pompa

(Sumber: Djati Nursuhud, 2006)

2.3. Positive Displacement Pump atau Pompa Perpindahan Positif

Pompa perpindahan positif adalah perpindahan zat cair dari suatu tempat

ke tempat lain disebabkan perubahan volume ruang kerja pompa yang diakibatkan

oleh gerakan elemen pompa yaitu maju-mundur (bolak-balik) atau berputar

(rotary). Dengan perubahan volume tersebut maka zat cair pada bagian keluar

(discharge) mempunyai tekanan yang lebih besar dibanding pada bagian masuk

(suction) dan konsekuensinya kapasitas yang dihasilkan sesuai volume yang

dipindahkan.

Pompa ini disebut juga dengan pompa aksi positif. Energi mekanik dari

putaran poros pompa dirubah menjadi energi tekanan untuk memompakan fluida. Pompa

Dinamik Lainnya

(impuls, kemampuan mengapung)

Perpindahan Positif

Sentrifugal Pengar uh

Khusus Reciprocating

(17)

Pada pompa jenis ini dihasilkan head yang tinggi tetapi kapasitas yang dihasilkan

rendah. Ciri-Ciri Umum Pompa Positip :

• Head yang dihasilkan relatif tinggi dibanding dengan kapasitas.

• Mampu beroperasi pada suction yang kering, sehingga tidak memerlukan

proses priming.

• Kapasitas atau aliran zat cair tidak berkelanjutan.

Adapun yang termasuk dalam jenis Positive Displacement Pump atau Pompa

Perpindahan Positif ini adalah:

2.3.1. Pompa Rotary atau pompa Berputar

Pompa rotary adalah pompa-pompa positip (positive displacement pumps)

dimana energi ditransmisikan dari motor penggerak ke cairan oleh suatu bagian

(elemen) yang mempunyai gerakan berputar di dalam rumah pompa.

Pompa jenis ini sebagai ganti pelewatan cairan pompa sentrifugal, pompa

rotari akan merangkap cairan, mendorongnya melalui rumah pompa yang tertutup.

Hampir sama dengan piston pompa torak akan tetapi tidak seperti pompa torak

(piston), pompa rotari mengeluarkan cairan dengan aliran yang lancar (smooth) (

Tyler G. Hicks 1971)

Berdasarkan desainnya, pompa rotary dapat diklasifikasikan sebagai

berikut:

1 Screw Pumps atau Pompa Sekrup.

Pompa jenis ini mempunyai satu, dua atau tiga sekrup yang berputar di

dalam rumah pompa yang diam. Tersedia sejumlah besar desain untuk berbagai

penggunaan. Pompa sekrup tunggal mempunyai rotor spiral yang berputar di

dalam sebuah stator atau lapisan (linier) heliks dalam (internal helix stator).

Pompa dua sekrup atau tiga sekrup masing-masing mempunyai satu atau

dua sekrup bebas (idler). Aliran melalui ulir-ulir sekrup, sepanjang sumbu sekrup,

sekrup-sekrup yang berlawanan dapat dipakai untuk meniadakan dorongan aksial

pada pompa. Adapun kelebihan dari pompa ini adalah: • Efisiensinya totalnya tinggi (70 % – 80%)

(18)

• Aliran hampir benar-benar uniform. • Getarannya relatif kecil.

• Kapasitas isapnya baik sekali.

• Dapat beroperasi dalam berbagai posisi, horizontal, vertikal, miring dan

lain-lain.

Gambar 2.2. Screw Pump atau Pompa Sekrup

(Sumber: Tyler G. Hicks 1971)

4. Gear Pumps atau Pompa Roda Gigi

Pada pompa ini roda gigi mampu digunakan untuk memompa cairan yang

mempunyai viskositas rendah hingga tinggi.Pompa roda gigi terdiri dari roda gigi

penggerak dan roda gigi yang digerakkan. Konstruksinya bisa external ataupun

juga internal. Pompa ini umumnya dipakai sebagi pompa minyak pelumas.

Kebaikan pompa roda gigi adalah: • Alirannya seragam.

• Konstruksi sederhana.

• Kapasitasnya relatih besar dibanding ukuran pompa yang kecil. • Instalasi sederhana

Pada Gear Pumps atau Pompa Roda terbagi atas beberapa bagian, yaitu:

• External Gear Pumps atau Pompa Roda Gigi Luar

Pompa ini merupakan jenis pompa putar yang paling sederhana. Apabila

gerigi roda gigi berpisah pada sisi hisap, cairan akan mengisi ruangan yang

ada diantara gerigi tersebut. Kemudian cairan ini akan dibawa berkeliling dan

(19)

heliks-tunggal, heliks-ganda atau gigi lurus. Beberapa desain mempunyai

lubang fluida yang radial pada rada gigi bebas dari bagian atas dan akar gerigi

sampai ke lubang dalam roda gigi. Ini memungkinkan cairan melakukan jalan

pintas (by-pass) dari satu gigi ke gigi lainnya, yaitu menghindarkan terjadinya

tekanan berlebih yang akan membebani bantalan secara berlebihan dan

menimbulkan kebisingan.

Gambar 2.3. External Gear Pumps atau Pompa Roda Gigi Luar

(Sumber: Tyler G. Hicks 1971)

• .Internal Gear Pumps atau Pompa Roda Gigi Dalam

Pompa jenis ini mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam yang

berpasangan dengan roda gigi kecil dengan penggigian luar yang bebas

(idler). Sebuah sekat yang berbentuk bulan sabit dapat digunakan untuk

mencegah cairan kembali ke sisi hisap pompa.

Gambar 2.4. Internal Gear Pumps atau Pompa Roda Gigi Dalam

(20)

5. Lobe Pumps atau Pompa Cuping.

Pompa cuping ini mirip dengan pompa jenis roda gigi dalam hal aksinya

dan mempunyai dua rotor. Putaran rotor tadi diserempakkan oleh roda gigi

luarnya. Oleh karena cairan dialirkan dengan frekuensi yang lebih sedikit tetapi

dalam jumlah yang lebih besar dari yang dialirkan oleh pompa rada gigi, maka

aliran dari pompa jenis cuping ini akan sekonstan aliran roda gigi. Tersedia juga

gabungan pompa-pompa roda gigi dan cuping. Pompa ini dapat dimodiflkasi lebih

lanjut sesuai dengan yang diinginkan. Tidak jarang ditemukan nama-nama yang

berbeda untuk jenis pompa ini walaupun secara prinsipnya menggunakan atau

sama dengan pompa cuping. Modifikasi-modifikasi yang dibuat tidaklah berbeda

jauh dengan prinsip dasarnya hanya saja perlu disesuaikan dengan kondisi dan

keadaannya terhadap apa dan untuk apa pompa tersebut diperbuat.

Pompa Rotari Dua Cuping

Pompa Rotari Tiga Cuping

Pompa Rotari Empat Cuping

Gambar 2.5. Lobe Pumps atau Pompa Cuping

(21)

6. Vane Pumps atauPompa Baling-baling

Vane Pumps ini merupakan jenis pompa yang dapat menangani cairan

viskositas sedang. Pompa ini unggul dalam viskositas rendah seperti gas LPG

(propana), ammonia, pelarut, alkohol, minyak bahan baker, bensin dan refrigeran.

Pompa ini mempunyai kontak logam untuk logam internal dan self

kompensasi untuk dipakai, sehingga memungkinkan bagi pompa untuk

mempertahankan kinerja puncak atas cairan pelumas. Meskipun efisiensinya turun

dengan cepat, pompa ini dapat digunakan sampai 500cps.

Vane Pumps tersedia dalam beberapa konfigurasi termasuk

baling geser (kiri), baling yang fleksibel, baling berayun,

baling-baling putar, dan baling-baling-baling-baling eksternal. Vane Pumps terkenal akan cat dasar

kering, kemudahan pemeliharaan, dan karakteristik tarikan yang baik atas kerja

pompa.

Selain itu, baling-baling dapat menangani temperatur cairan dari -32 ° C /

25 ° F sampai 260 ° C / 500 ° F dan perbedaan tekanan (P) untuk 15 BAR / 200

PSI (lebih tinggi untuk pompa hidrolik vane). Setiap jenis Vane Pumps

menawarkan keuntungan yang unik.

Sebagai contoh, Vane Pumps eksternal dapat menangani padatan yang

besar, di sisi lain, pompa baling-baling yang fleksibel, hanya dapat menangani

padatan kecil tapi menciptakan vakum yang baik. Sliding Vane Pumps (Pompa

Baling-baling Geser) hanya dapat beroperasi untuk jangka waktu yang singkat dan

menangani sejumlah kecil uap.

Adapun keuntungan dan kerugian dari pada pompa baling adalah, sebagai

berikut:

• Keuntungan:

- Menangani kecilnya kapsitas pada tekanan yang relatif

lebih tinggi.

- Mengkompensasi keausan melalui perpanjangan

baling-baling.

(22)

• Kerugian:

- Tidak cocok untuk tekanan tinggi.

- Tidak cocok untuk viskositas tinggi.

2.3.2 Pompa Reciprocating (bolak-balik).

Pompa Reciprocating merupakan suatu pompa yang dapat mengubah

energi mekanis menjadi energi aliran fluida dengan menggunakan piston yang

dapat bergerak bolak-balik didalam silinder.

Pompa ini merupakan pompa bolak-balik yang dirancang untuk

menghasilkan kapasitas yang cukup besar. Umumnya menggunakan head yang

rendah. Dan digunakan pada perbedaaan ketinggian yang tidak terlalu besar antara

suction dan discharge. (Tyler G. Hicks 1971)

1. Prinsip Kerja Pompa Reciprocating

Udara yang bergerak cepat dibentuk dengan melepaskan udara tekanan

tinggi melalui sebuah celah buang dipermukaan yang berdekatan, dan menyeret

udara keluar, bersama dengan itu Semakin tinggi tekanan pasokan udara primer

maka semakin buruk efisiensi. Cairan memasuki ruang pompa melalui katup inlet

dan didorong keluar melalui katup keluaran oleh aksi piston atau diafragma.

Jenis-jenis Pompa Reciprocating:

• Piston Pump

Pompa piston mempunyai bagian utama berupa torak atau diafragma

yang bergerak bolak – balik didalam selinder untuk dapat mengalirkan

fluida. Pompa ini dilengkai dengan katup – katup, dimana fluida

bertekanan rendah di hisap melalui katup hisap ke ruang selinder,

kemudian ditekan oleh torak atau diafragma hingga tekanan statisnya

naik dan sanggup mengalirkan fluida keluar melalui katup tekan.

Pompa piston memiliki langkah – langkah kerja, pada langkah hisap

maka terjadi kevakuman di dalam ruang silinder katup hisap terbuka

maka cairan masuk ke ruang silinder, pada saat langkah tekan katup

hisap tertutup dan katup keluar terbuka, sehingga fluida terdesak dan

tekanan menjadi naik, kemudian aliran keluar melalui saluran keluar.

(23)

2. Pompa torak menurut cara kerjanya:

Pump Single Acting Piston atau Pompa Torak Kerja Tunggal

Gambar 2.6. Pompa Torak Kerja Tunggal

(sumber: http://awan05.blogspot.com/2009/12/.html)

Gambar 2.7. Skema Pompa Torak Kerja Tunggal

Gambar 2.8. Pump Double Action Piston atau Pompa Torak Kerja

Ganda

(24)

3. Pompa torak menurut jumlah silinder:

Single Cylinder Piston Pump atau Pompa Torak Silinder Tunggal

Gambar 2.9. Single Cylinder Piston Pump atau Pompa Torak Silinder

Tunggal

Double Cylinder Piston Pump atau Pompa Torak Silinder Ganda

Gambar 2.10. Double Cylinder Piston Pump atau Pompa Torak

Silinder Ganda

(sumber:

(a) Swashplate Pump = lempeng swash pompa

(b) Bent – Axis Pump = pompa sumbu bengkok

4. Keuntungan dan kerugian pompa reciprocating

Pompa reciprocating terdiri dari banyak jenis dan diklasifikasikan

berdasarkan kriteria yang bermacam-macam. Adapun keuntungan dan

kerugian dalam menggunakan pompa reciprocating adalah:

• Keuntungan dari Pompa Reciprocating:

a. Efisiensi lebih tinggi.

(25)

c. Bila bekerja pada kecepatan konstan, pompa ini akan mempunyai

kapasitas dan tekanan yang konstan pula.

d. Pompa ini cocok untuk penggunaan head yang tinggi dan kapasitas

rendah.

• Kerugian dari Pompa Reciprocating:

a. Konstruksi lebih rumit.

b. Keadaan efisiensi yang tinggi tidak akan didapat lagi bila pompa

beroperasi pada kondisi yang tidak sesuai.

5. Aplikasi Pompa Reciprocating

Pompa reciprocating banyak digunakan dalam berbagai bidang, antara

lain:

• Industri proses.

• Perkapalan, dock, dan lepas pantai. • Oil dan gas, dan

• Aplikasi umum lainnya.

2.4. Pompa Dinamik

Pompa dinamik juga dikarakteristikkan oleh cara pompa tersebut

beroperasi: impeler yang berputar mengubah energi kinetik menjadi tekanan atau

kecepatan yang diperlukan untuk memompa fluida, yang termasuk dalam jenis

pompa ini adalah pompa sentrifugal.

2.5. Pompa Sentrifugal.

Merupakan pompa yang sangat umum digunakan untuk pemompaan air dalam

berbagai penggunaan industri. Biasanya lebih dari 75% pompa yang dipasang di

sebuah industri adalah pompa sentrifugal.

Pompa sentrifugal adalah salah satu peralatan sederhana yang sering

digunakan pada berbagai proses dalam suatu pabrik. Pompa sentrifugal ini

mempunyai tujuan untuk mengubah energi dari suatu pemindah utama (motor

electric atau turbin) menjadi kecepatan atau energi kinetik dan kemudian menjadi

(26)

melalui sifat dari kedua bagian utama pompa, impeller dan volute atau diffuser.

Impeller adalah bagian yang berotasi (berputar) yang mengubah energi menjadi

energi kinetik. Volute dan diffuser adalah bagian yang stationer (tidak bergerak)

yang mengubah dari energi kinetik menjadi energy tekanan. (sularso, 1991)

Gambar 2.11. Pompa sentrifugal.

(http://www.agussuwasono.com/index)

2.5.1 Komponen-Komponen Pompa Sentrifugal

Komponen-komponen pompa sentrifugal adalah sebagai berikut :

1 Stuffing Box. Berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana

poros pompa menembus casing.

2 Packing. Digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari

casing pompa melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon.

3 Shaft (poros). Poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari

penggerak selama beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan

bagian-bagian berputar lainnya.

4 Shaft sleeve. Berfungsi untuk melindungi poros dari erosi, korosi dan

keausan pada stuffing box. Pada pompa multi stage dapat sebagai leakage

joint, internal Bearing dan interstage atau distance sleever.

(27)

6 Eye of Impeller. Bagian sisi masuk pada arah isap impeller.

7 Impeller. Berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi

energi kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontinyu, sehingga

cairan pada sisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan

akibat perpindahan dari cairan yang masuk sebelumnya.

8 Wearing Ring. Berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang

melewati bagian depan impeller maupun bagian belakang impeller, dengan

cara memperkecil celah antara casing dengan impeller.

9 Bearing (bantalan). Berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari

poros agar dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial.

Bearing juga memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan lancar

dan tetap pada tempatnya, sehingga kerugian gesek menjadi kecil.

10 Casing. Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai

pelindung elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane),

inlet dan outlet nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller

dan mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis

(single stage).

2.5.2. Karakteristik Pompa Sentrifugal

Beberapa hal penting pada karakteristik pompa adalah:

1. Head (H)

Head adalah energi angkat atau dapat digunakan sebagai perbandingan

antara suatu energi pompa per satuan berat fluida. Pengukuran dilakukan

dengan mengukur beda tekanan antara pipa isap dengan pipa tekan,

satuannya adalah meter. Head ada dalam tiga bentuk yang dapat saling

berubah:

• Head potential/head actual. Didasarkan pada ketinggian fluida di atas

bidang datar. Jadi, suatu kolam air setinggi 2 meter mengandung

jumlah energi yang disebabkan oleh posisinya dan dikatakan fluida

(28)

• Head kinetik/head kecepatan. Adalah suatu ukuran energi kinetik

yang dikandung satu satuan bobot fluida yang disebabkan oleh

kecepatan dan dinyatakan oleh persamaan yang biasa dipakai untuk

energi kinetik (V2/2g).

• Head tekanan. Adalah energi yang dikandung oleh fluida akibat

tekanannya dan persamaannya adalah jika sebuah menometer terbuka

dihubungkan dengan sudut tegak lurus aliran, maka fluida di dalam

tabung akan naik sampai ketinggian yang sama dengan .

2. Kapasitas (Q)

Kapasitas adalah jumlah fluida yang dialirkan persatuan waktu.

3. Putaran (n)

Putaran dinyatakan dalam rpm dan diukur dengan tachometer.

4. Daya (P)

Daya dibedakan atas 2 macam, yaitu daya dengan poros atau daya motor

penggerak (Nm) yang diberikan motor listrik dan daya air yang dihasilkan

pompa atau daya pompa.

• Daya motor penggerak adalah daya mekanik keluaran motor

penggerak yang diberikan kepada pompa sebagai daya masukan.

• Daya pompa (Np)

Daya pompa adalah daya output pompa terukur yang diberikan

kepada fluida.

5. Efisiensi Pompa

Pompa tidak dapat mengubah seluruh energi kinetik menjadi energi

tekanan karena ada sebagian energi kinetik yang hilang dalam bentuk

losis. Efisiensi pompa adalah suatu factor yang dipergunakan untuk

(29)

• Efisiensi hidrolis, memperhitungkan losis akibat gesekan antara cairan

dengan impeller dan losis akibat perubahan arah yang tiba-tiba pada

impeler.

• Efisiensi volumetris, memperhitungkan losis akibat resirkulasi pada ring,

bush, dll.

• Efisiensi mekanis, memperhitungkan losis akibat gesekan pada seal,

packing gland, bantalan, dll.

Setiap pompa dirancang pada kapasitas dan head tertentu, meskipun

dapat juga dioperasikan pada kapasitas dan head yang lain. Efisiensi

pompa akan mencapai maksimum pada designed point tersebut, yang

dinamakan dengan titik BEP. Untuk kapasitas yang lebih kecil atau lebih

besar efisiensinya akan lebih rendah

2.5.3 Operasi Pompa Tunggal, Paralel dan Seri dengan pompa yang Sama.

Jika head atau kapasitas yang diperlukan tidak dapat dicapai dengan

satu pompa saja, maka dapat digunakan dua pompa atau lebih yang

disusun secara seri atau paralel.

1. Susunan Tunggal

Pompa yang digunakan hanya satu pompa karena head dan kapasitas yang

diperlukan sudah terpenuhi.

2. Susunan Paralel

Susunan paralel dapat digunakan bila diperlukan kapasitas yang

besar yang tidak dapat dihandle oleh satu pompa saja, atau

bila diperlukan pompa cadangan yang akan dipergunakan bila pompa

utama rusak atau diperbaiki.

3. Susunan Seri

Bila head yang diperlukan besar dan tidak dapat dilayani Oleh Satu

pompa maka dapat digunakan lebih dari satu pompa yang disusun secara

(30)

[image:30.595.200.428.55.729.2] [image:30.595.208.415.295.460.2]

Gambar 2.12. Susunan Tunggal

Gambar 2.13. Susunan Paralel

[image:30.595.202.426.369.673.2]

(31)

2.5.4. Kurva Karakteristik Pompa Sentrifugal

Karakteristik pompa yang disusun seri/paralel dapat dilihat pada gambar

[image:31.595.120.523.160.415.2]

berikut ini.

Gambar 2.15. Operasi Tunggal, Seri dan Paralel dari pompa_‐pompa dengan

karakteristik yang Sama

(Sumber: sularso, 1991)

Gambar 2.12. menunjukan kurva head-kapasitas dari pompa-pompa yang

mempunyai karakteristik yang sama yang di pasang secara paralel atau seri.

Dalam gambar ini kurva untuk pompa tunggal diberi tanda (1) dan untuk susunan

seri yang terdiri dari dua buah pompa diberi tanda (2). Harga head kurva (2)

diperoleh dari harga head kurva (1) dikalikan (2) untuk kapasitas (Q) yang sama.

Kurva untuk susunan paralel yang terdiri dari dua buah pompa, diberi tanda (3).

Haraga kapasitas (Q) kurva (3) ini diperoleh dari harga kapasitas pada kurva (1)

dikalikan (2) untuk head yang sama. Dalam gambar ditunjukkan tiga buah kurva

head-kapasitas sistem, yaitu R1, R2, dan R3. Kurva R3 menujukkan tahanan yang

lebih tinggi dibanding dengan R2 dan R1. Jika sistem mempunyai kurva

head-kapasitas R3, maka titik kerja pompa 1 akan terletak di (D). Jika pompa ini

(32)

Disini terlihat bahwa head titik (E) tidak sama dengan dua kali lipat head (D),

karena ada perubahan (berupa kenaikan) kapasitas. Sekarang jika sistem

mempunyai kurva head-kapasitas R1 maka titik kerja pompa (1) akan terletak di

(A). Jika pompa ini disusun paralel sehingga menghasilkan kurva (3) makatitik

kerjanya akan berpindah ke (B). Disini terlihat bahwa kapasitas dititik (B) tidak

sama dengan dua kali lipat kapasitas dititik (A), karena ada perubahan (kenaikan)

head sistem. Jika sistem mempunyai kurva karakteristik seperti R2 maka laju

aliran akan sama untuk susunan seri maupun paralel. Namun jika karakteristik

sistem adalah seperti R1 dan R3 maka akan diperlukan pompa dalam susunan

paralel atau seri. Susunan paralel pada umumnya untuk laju aliran besar, dan

susunan seri untuk head yang tinggi pada operasi. Untuk susunan seri, karena

pompa kedua menghisap zat cair bertekanan dari pertama, maka perlu

perhatiankhusus dalam hal kekuatan konstruksi dan kerapatan terhadap kebocoran

(33)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1Variabel yang Diambil

Dari susunan pompa yang digunakan, terdapat beberapa variable yang

diamati terdiri dari variable bebas dan variable terikat.

a. Variabel terkontrol : putaran poros pompa diukur dengan tachometer.

b. Variable bebas : bukaan katub pengukuran.

c. Variable terikat terdiri dari : head, daya poros, daya air, torsi dan efisiensi

3.2 Peralatan

Adapun peralatan yang digunakan dalam rangkaian pompa parallel, seri

dan tunggal adalah sebagai berikut :

1. Pompa Sentrifugal

Tipe pompa : open impeller sentrifugal

Merk Pompa : Sanho Model : DB – 125

Kapasitas Maksimum : 42 ltr/mnt

Suction Head : 9 m

Dimensi : 1” x 1”

Out put : 125 W

Tegangan Arus : 220 V

Frekuensi : 50 Hz

Putaran : 2850 rpm

2. Bak/Tangki Air. Berfungsi sebagai tempat penampungan air yang akan

dipompakan

3. Alat ukur RPM (tacho meter). Alat ini digunakan untuk mengukur putaran

[image:33.595.268.366.642.729.2]

poros pompa pada saat pompa bekerja.

(34)

Spesifikasi alat :

Display : 5 digits, 10 mm (0,4’) LCD

Test Range : 2,5 to 99,999 rpm

Resolution : 0,1 rpm (2,5 to 99,999 rpm) 1 rpm (Over 1,000 rpm)

Accuracy : 0,05 % + 1 rpm

Sampling Time 1 Sec : Over 60 rpm

Test Range Select : Automatic

Memory : Last Value, Max. Value, Min. Value

Detection Distence : 50 to 250 mm / 2 to 10 inch(typical max 350 mm /

14 inch)

Time Base : Quartz Crystal

Circuit : Exclusive one-chip of microcomputer LSI circuit

Power Suply : 4 x 1,5 VA (UM-3)

D.C Concumption : Approx. 80 mA (operation)

Operation Temp : 0 to 500 C (32 to 1220

Size : 1390 x 72 x 37 mm

Weight : About 300 g

4. Stop watch. Alat ini digunakan untuk menentukan waktu kecepatan aliran air

[image:34.595.273.349.503.608.2]

keluar pada saat pengujian dilakukan.

Gambar 3.2 Stop watch

5. Water Flow Meter (alat ukur volume air keluar) Alat ini digunakan untuk

mengukur besar kapasitas air yang dihasilkan pada saat pengujian dengan

waktu yang ditentukan. Volume air yang keluar dihitung pada saat

penunjukan tepat pada angka 0 dan diakhiri pada saat jarum kembali ke angka

(35)

6. Alat Ukur Head pada pipa isap (suction) dan pipa tekan (discharge)

7. Instalasi Pengujian

Pengujian terdiri dari susunan pompa secara tunggal, parallel dan seri.

a. Pompa disusun secara tunggal

Jika pompa disusun secara tunggal maka hanya menggunakan satu

pompa saja yaitu pompa 1, atau bisa juga menggunakan pompa 2. Jika

ingin menggunakan satu pompa 1 bukalah kopling penghubung poros

pompa 2 ke motor listrik seperti gambar 3.5. Posisikan katup 1, katup

4 dan katup 5 posisi open, sedangkan katup 2 dan 3 posisi close.

[image:35.595.177.505.293.539.2]

Gambar 3.5 Pompa Disusun Secara Tunggal

b. Pompa disusun secara Paralel

Jika pompa disusun secara paralel maka menggunakan dua pompa.

Pasang kembali kopling pompa 2. Posisikan katup 1, katup 2, katup 4

dan katup 5 posisi open, sedangkan katup 3 posisi close. Seperti pada

(36)

c. Pompa disusun secara seri

Sama hal nya dengan pompa susunan parallel, pompa disusun secara

seri juga menggunakan dua pompa. Posisikan katup 1, katup 3 dan

katup 5 posisi open, sedangkan katup 4 dan katup 2 posisi close.

[image:36.595.157.456.210.442.2]

Seperti pada gambar 3.7.

Gambar 3.6 Pompa disusun Secara Paralel

[image:36.595.161.465.493.727.2]

(37)

[image:37.595.116.511.84.379.2]

Gambar 3.8 Instalasi Pengujian

Keterangan Gambar :

1. Katup 1 yaitu katup suction pompa 1

2. Pompa 1

3. Kopling pompa 1 dengan motor penggerak

4. Motor Penggerak

5. Katup 2 yaitu katup discharge pompa 1

6. Katup 2 yaitu katup discharge pompa 1

7. Beban penyeimbang Motor Penggerak

8. Kopling pompa 2 dengan motor penggerak

9. Pompa 1

10.Katup 3 yaitu katup suction pompa 2

11.Motor Penggerak

12.Swicth Pengatur putaran motor

13.Parameter head discharge pompa 2

14.Parameter head suction pompa 2

(38)

16.Parameter head discharge pompa 1

17.Parameter head suction pompa 1

18.Katup 5 yaitu katup buang menuju tanki air

19.Gelas pengukur tinggi air

20.Tanki bak penampungan air

3.3 Setting Pengujian

a. Set kedudukan alat-alat ukur seperti head meter pompa 1 dan pompa 2,

putaran motor, pada posisi nol.

b. Isi tangki air dengan air bersih sampai batas yang diperlukan agar tidak

terjadi penghisapan udara luar

c. Periksa tegangan listrik cocok untuk tegangan yang diperlukan

d. Buka katup isap K1 dan K2 dan tutup katup K3, K4 dan K5.

e. buka katup venting pada pompa dan isi dengan air sampai penuh

f. putarlah switch pengaturan putaran motor perlahan-lahan sampai kedua

pengukur head pompa 1 dan pompa 2 naik

g. Bukalah katup K3 dan katup K4 dan periksa bahwa pada kedua pompa-

ada aliran

h. Sesudah semua udara di dalam pipa keluar, tutuplah katup K3 dan K4

i. Set kedudukan masing-masing katup dan lepas kopling pompa yang

tidak diperlukan sesuai dengan pengujian.

3.4 Prosedur Pengujian Pompa

3.3.1 Persiapan Sebelum Pengujian

Sebelum melakukan penelitian terlebih dahulu melakukan persiapan.

Persiapan-persiapan yang harus dilaksanakan antara lain :

a. Melakukan survey terlebih dahulu dan melakukan study pustaka untuk

merencanakan apa yang akan diteliti

b. Menyediakan alat, alat ukur, bahan dan perlengkapannya dengan

melakukan survey bahan-bahan yang diperlukan dilapangan

c. Periksa kedudukan alat ukur agar tidak menyimpang dari seharusnya.

(39)

e. Periksa hubungan kabel untuk tiap instrument.

f. Periksa tegangan listrik cocok untuk tegangan yang diperlukan.

g. Periksa apakah pompa sudah terisi air sebelum dioperasikan.

h. Uji coba alat yang sudah terpasang dan instalasi pemipaan dam

memeriksa kebocoran pada instalasi pemipaan, apakah alat sudah

bekerja dengan baik dan tidak terjadi kebocoran p ada system

pemipaan.

i. Pengambilan data dilakukan setelah alat bekerja dengan baik dan

sudah tidak ada kebocoran pada pemipaannya. Setelah data-data yang

diperlukan diperoleh dilakukan perhitungan dengan memakai

[image:39.595.247.389.321.727.2]

rumus-rumus yang telah ada dari literature- literature yang digunakan

(40)

3.3.2 Pompa Utama

a. Isi lah air pada tangki secukupnya agar tidak terjadi pengisapan

udara luar.

b. Posisikan katup 1,2,3 dan 4 posisi open sedangkan katup 5 posisi

close.

c. Buka katup venting pada pompa dan isi dengan air sampai penuh.

d. Masukkan hubungan listrik ON

e. Putar pompa pelan-pelan sampai pressure gauge naik.

f. Setelah semua udara dalam pipa dapat dikeluarkan maka instalasi

sudah dapat digunakan.

3.3.3. Pompa tunggal

a. Jika pompa disusun secara tunggal maka hanya menggunakan satu

pompa saja.

b. Buka kopling penghubung antara pompa 2 dengan motor sehingga

yang terhubung hanya pompa 1 jika pompa 1 yang akan dioperasikan.

c. Posisikan katup 1, katup 4 dan katup 5 posisi open, sedangkan katup 2

dan 3 posisi close.

d. Hidupkan motor listrik dengan memutar switch posisi ON

e. Atur putaran sebesar 1800 rpm.

f. Amati dan catat parameter pompa.

3.3.4. Pompa Paralel

a. Jika pompa disusun secara paralel maka menggunakan dua pompa.

b. Pasang kembali kopling penghubung kedua pompa dengan motor

sehingga ke dua pompa sudah terkopel dengan baik dengan motor

penggerak.

c. Posisikan katup 1, katup 2, katup 4 dan katup 5 posisi open,

sedangkan katup 3 posisi close.

(41)

3.3.5. Pompa Seri

a. Jika pompa disusun secara seri maka menggunakan dua pompa.

b. Kopling penghubung kedua pompa harus terkopel dengan baik dengan

motor penggerak.

c. Posisikan katup 1, katup 2, katup 3 dan katup 5 posisi open,

sedangkan katup 4 posisi close.

f. Amati dan catat parameter pompa.

3.5 Pengamatan

Untuk setiap jenis pengujian yang perlu diamati dan dicatat adalah:

a. Suction dan discharge (m)

b. Volume ( )

c. Putaran (rpm)

d. Waktu (s)

3.6 Rumus- rumus yang Digunakan

Adapun rumus-rumus yang digunakan dan mendukung adalah sebagai

berikut :

1. Kapasitas Aliran (Q)

Kapasitas Aliran dirumuskan sebagai berikut:

dimana :

Q = Kapasitas pompa [m3/dtk] V = Volume (m3)

t = waktu (detik)

2. Daya Motor penggerak (Nm)

Daya motor penggerak adalah daya mekanik keluaran motor

penggerak yang diberikan kepada poros pompa sebagai daya masukan.

(42)

dimana :

= Daya Motor penggerak (Watt)

T = Torsi (Nm)

N = Putaran pompa (rpm)

3. Daya pompa (Np)

Daya pompa adalah daya output pompa terukur yang diberikan kepada fluida.

Daya pompa dirumuskan sebagai berikut:

Dimana :

Np = Daya air/pompa

= berat jenis (N/m2)

ρ = massa jenis air (kg/m3)

g = gravitasi bumi 9,81 (m/dtk2) Q = kapasitas aliran (m3/dtk) H = head (m)

4. Daya poros

Daya poros yang diperlukan untuk menggerakkan sebuah pompa adalah

sama dengan daya air ditambah kerugian gaya di dalam pompa. Daya ini

dapat dinyatakan dengan

(43)

5. Head pompa

1. Head total pompa, menyatakan kerja netto dalam suatu berat fluida

yang lewat dari sisi masuk ke sisi keluar. Dalam rumus dapat dituliskan.

a. Untuk Pompa Tunggal

) (m)

hz = head statis (hs + hd)

(

b. Untuk Pompa Paralel

(m)

)

(44)

c. Untuk Pompa Seri

(m)

(

2.Head kerugian yaitu head untuk mengatasi kerugian-kerugian yang

terdiri atas head kerugian gesek di dalam pipa, head kerugian di dalam

belokan-belokan, dan head kerugian d dalam katup.

a. Head kerugian gesek dalam pipa

dimana:

d

L

b. Head kerugian pada belokan pipa

(literature.3 hal.34)

dimana:

(45)

(derajat)

c. Head kerugian pada katup isap dengan saringan

(literature. 3 hal.38)

dimana:

6. Efisiensi Pompa ( )

Efisiensi Pompa di rumuskan sebagai berikut:

(46)

BAB IV

ANALISA PERHITUNGAN KARAKTERISTIK POMPA `

4.1 Data Hasil Pengujian

Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian untuk Pompa Tunggal

No. Bukaan Katup

(%) hs (m) hd (m) V (m

3

) Putaran

(Rpm) t (s)

1. 40 1,2 7,4 30 . 10-2 1800 71,42

2. 60 0,7 6,6 30 . 10-2 1799 45,45

3. 80 0,30 5,5 30 . 10-2 1798 30,61

4. 100 0,30 4,3 30 . 10-2 1798 27,27

Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian untuk Pompa Paralel

No Bukaan Katup (%)

Pompa 1 Pompa 2

V (m3) Putaran (Rpm)

t (s) hs hd hs hd

1 40-20 1,7 6,6 1,7 6,9 30 . 10-2 1800 39,47 2 60-40 1,1 5,6 1,1 6,5 30 . 10-2 1799 27,77 3 80-60 0.65 4,2 0.75 4,0 30 . 10-2 1798 18,75 4 100-80 0.35 2,4 0.35 2,6 30 . 10-2 1798 15,30

Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian untuk Pompa Seri

No Bukaan Katup (%)

Pompa 1 Pompa2

V(m3) Putaran (Rpm)

hs hd hs hd T (s)

1 40-20 1,67 8,6 -4,2 8,1 30 . 10-2 1800 83,33 2 60-40 1.70 7,8 -2,7 7,9 30 . 10-2 1799 55,55 3 80-60 1.50 7,5 -1,5 7,5 30 . 10-2 1798 37,50 4 100-80 0,50 6,9 -1,3 7,4 30 . 10-2 1798 34,09

4.2 Perhitungan Data Hasil Pengujian

4.2.2 Perhitungan Pompa Tunggal

1. Pompa Tunggal (Bukaan Katup 100%)

(47)

e. Head.

1. Head Statis

2. head kecepatan

hv

v =

2,8

hv

=

hv

3. head kerugian gesek

4. Kerugian pada satu belokan 90

(48)

5. Kerugian pada katup isap dengan saringan

f = 1,97 untuk katup isap dengan saringan (lampiran 2)

Maka, hfv = 1,97 x

hfv = 0,79 m Maka:

Htotal = hz + hp + hl +

hl = hfg + 5(hfe) + hfv

hl = 1,4 + 5(0,12) + 0,79 = 2,79 m

hl = berbagai kerugian head di pipa, katup dan belokan.

hp = 0, karena tekanan yang bekerja pada permukaan air

adalah tekanan atmosfir

Htotal = 4,6 + 0 + 2,79 + 0,39

Htotal = 7,82 m

f. Daya Pompa (Np)

g. Daya poros (P)

(49)

2. Pompa Tunggal (Bukaan Katup 80%)

a. Kapasitas (Q)

b. Head

1. Head Statis

2. head kecepatan

hv

v =

2,5

hv

=

hv m

(50)

x

Maka, hfv = 1,97 x

hfv = 0,62 m

Maka:

Htotal = hz + hp + hf +

hl = 1,1 + 5(0,092) + 0,62 = 2,18

hl = berbagai kerugian head di pipa, katup dan belokan

Htotal = 5,8 + 0 + 2,18 + 0,33

Htotal = 8,27 m

(51)

kw

d. Efisiensi Pompa ( p)

3. Pompa Tunggal (Bukaan katup 60 %)

a. Kapasitas (Q)

b. head

1 Head Statis

2. head kecepatan

hv

(52)

v =

1,7

hv

=

hv

x

Maka, hfv = 1,97 x

hfv = 0,29 m

Maka:

Htotal = hz + hp + hl +

(53)

Htotal = 7,5 + 0 + 1,1 + 0,17

Htotal = 8,8 m

c. Daya Pompa (Np)

kw

4. Pompa Tunggal (Bukaan 40%)

a. Kapasitas (Q)

b. Head

(54)

2. head kecepatan

hv

v =

1,1

hv

=

hv

x

(55)

hfv = 0,12 m

Maka:

Htotal = hz + hp + hl +

hl = 0,24 + 5(0,018) + 0,12 = 0,45 m

Htotal = 8,6 + 0 + 0,45 + 0,06

Htotal = 9,1 m

c. Daya Pompa (Np)

4.2.2 Perhitungan Pompa Paralel

1. Pompa Paralel (Bukaan katup 100%-80 %)

(56)

b. Head

1. Head Statis

2. head kecepatan

hv

v = 5,15

hv

=

hv

(57)

x

Maka, hfv = 1,97 x

hf v= 2,6 m

Maka:

Htotal = (hz + hp + hf +

)

hl = 4,1 + 6(0,39) + 2,6 = 9,04

Htotal = (5,7 + 0 + 9,04 + 1,3)

Htotal = 8,05 m

c. Daya Pompa (Np)

(58)

2. Pompa Paralel (Bukaan Katup 80 %-60%)

a. Kapasitas (Q)

b. Head

1. Head Statis

2. head kecepatan

hv

v =

4,2

hv

=

hv

(59)

x

Maka, hfv = 1,97 x

hf v = 1,7 m

Maka:

Htotal = (hz + hp + hl +

)

hl = 2,8 + 6(0,26) + 1,7 = 6,06

Htotal = (10,24 + 0 + 6,06 + 0,90)

Htotal = 8,6 m

(60)

3 Pompa Paralel (Bukaan Katup 60 %-40%)

a. Kapasitas (Q)

b. Head

1. Head Statis

2. head kecepatan

hv

(61)

v =

3

hv

=

hv

x

Maka, hfv = 1,97 x

hfv = 0,90 m

Maka:

Htotal = (hz + hp + hl +

)

hl = 1,5 + 6(0,13) + 0,90 = 3,18

(62)

Htotal = (14,4 + 0 + 3,18 + 0,46)

Htotal = 9 m

c. Daya Pompa (Np)

4. Pompa Paralel (Bukaan Katup 40 %-20%)

a. Kapasitas (Q)

b. Head

(63)

2. head kecepatan

hv

v =

2

hv

=

hv

x

(64)

Maka, hfv = 1,97 x

hfv = 0,40 m

Maka:

)

hl = 0,72 + 6(0,06) + 0,40 = 1,48

Htotal = (16,9 + 0 + 1,48 + 0,20)

Htotal = 9,29 m

c. Daya Pompa (Np)

4.2.3 Perhitungan Pompa Seri

1. Pompa Seri (Bukaan katup 100 % -80%)

(65)

b. Head

1. Head Statis

2. head kecepatan

hv

v =

2,5

hv

=

hv

(66)

x

Maka, hfv = 1,97 x

hf v= 0,62 m

Maka:

)

hl = 1,14 + 6(0,09) + 0,62 = 2,3

Htotal = (13,37 + 0 + 2,3 + 0,33)

Htotal = 16,00 m

(67)

d. Efisiensi Pompa ( )

2. Pompa seri (Bukaan Katup 80 %-60%)

a. Kapasitas (Q)

b. Head

1. Head Statis

2. head kecepatan

hv

v =

2,1

hv

=

(68)

x

5

Maka, hfv = 1,97 x

hf v= 0,44 m

Maka:

)

hl = 0,78 + 6(0,065) + 0,44 = 1,60

Htotal = (14,9 + 0 + 1,60 + 0,22)

(69)

c. Daya Pompa (Np)

3. Pompa seri (Bukaan Katup 60%-40%)

a. Kapasitas (Q)

b. Head

1. Head Statis

2. head kecepatan

hv

(70)

v =

1,42

hv

=

hv

x

Maka, hfv = 1,97 x

hf v= 0,20 m

Maka:

(71)

hl = 0,38 + 6(0,029) + 0,20 = 0,75

Htotal = (16,7 + 0 + 0,75 + 0,10)

Htotal = 17,6 m

c. Daya Pompa (Np)

4. Pompa Seri (Bukaan Katup 40 %-20%)

a. Kapasitas (Q)

b. Head

(72)

2. head kecepatan

hv

v =

0,95

hv

=

hv

x

(73)

Maka, hfv = 1,97 x

hf v= 0,09 m

Maka:

)

hl = 0,14 + 6(0,013) + 0,09 = 0,31

Htotal = (18,2 + 0 + 0,31 + 0,036)

Htotal = 18,50 m

c. Daya Pompa (Np)

Dari hasil pengolahan data atau perhitungan karakteristik pompa yang

meliputi kapasitas, head, daya pompa, dan effisiensi pompa dapat di lihat dalam

(74)

[image:74.595.122.502.98.223.2]

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Karakteristik Pompa Tunggal

No. Bukaan Katup

(%)

Kapasitas Q (m3/s)

10-2 Head H (m) Daya Motor Penggerak Nm (kw) Daya Pompa Np (kw) Efisiensi (%)

1 100 1,1 7,82 1,9 0,95 50

2 80 0,98 8,27 1,9 0,80 42

3 60 0,72 8,80 1,9 0,61 32,1

4 40 0,42 9,1 1,9 0,41 21,68

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Karakteristik Pompa Paralel

No. Bukaan Katup

(%)

Kapasitas Q (m3/s)

1 100-80 1,96 8,05 1,9 1,50 78,9

2 80-60 1,60 8,60 1,9 1,34 70,5

3 60-40 1,15 9,00 1,9 1,30 68,4

4 40-20 0,76 9,29 1,9 0,69 36,3

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Karakteristik Pompa Seri

No. Bukaan Katup

(%)

Kapasitas Q (m3/s)

1 100-80 0,95 16,00 1,9 1,5 78,9

2 80-60 0,80 16,70 1,9 1,3 68,4

3 60-40 0,58 17,60 1,9 0,92 48,4

4 40-20 0,36 18,50 1,9 0,65 34,2

4.2 Pembahasan

4.2.1 Hubungan Kapasitas dan Head pada Pompa Tunggal

Dari grafik hubungan antara kapasitas dan head dapat dilihat bahwa

nilai head pada pompa tunggal berbanding terbalik dengan kapasitasnya.

Harga head tertinggi pada pompa tunggal yaitu, 9,1 m pada kapasitas

0,42. m3/dt. Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa nilai head cenderung

(75)

menunjukkan bahwa semakin banyak fluida yang mengalir dan menyebabkan

bertambahnya faktor mayor dan minor losses.

4.2.2 Hubungan Kapasitas dan Head pada Pompa Seri

Dari grafik hubungan antara kapasitas dan head dapat dilihat bahwa nilai

head pada pompa seri berbanding terbalik dengan kapasitas. Harga head

tertinggi pada pompa seri sebesar,18,50 m pada kapasitas 0,36. m3/dt.

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa nilai head cenderung turun seiring

bertambahnya nilai kapasitas (Q). Semakin besar nilai Q menunjukkan bahwa

semakin banyak fluida yang mengalir dan menyebabkan bertambahnya faktor

mayor dan minor losses.

4.2.3 Hubungan Kapasitas dan Head pada Pompa Paralel

Dari grafik hubungan antara kapasitas dan head dapat dilihat bahwa nilai

head pada pompa paralel berbanding terbalik dengan kapasitas. Harga head

tertinggi pada pompa paralel sebesar, 9,29 m pada kapasitas 0,76. m3/dt.

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa nilai head cenderung turun seiring

bertambahnya nilai kapasitas (Q) Semakin besar nilai Q menunjukkan bahwa

semakin banyak fluida yang mengalir dan menyebabkan bertambahnya faktor

mayor dan minor losses

4.2.4 Hubungan Kapasitas Dan Daya Pompa (Tunggal, Seri, dan Paralel)

Hubungan antara kapasitas dan daya air didapatkan bahwa daya Pompa

pada pompa Paralel bernilai tertinggi bila dibanding pompa tunggal dan

pompa seri sebesar 1,5 kw pada kapasitas 1,96 10-2 m3/s. Pada pompa tunggal daya Pompa tertinggi sebesar 0,95 kw pada kapsitas 1,1 10-2 m3/s. Untuk pompa seri, Daya Pompa tertinggi 1,4 kw pada kapasitas yang sama sebesar

0,98 10-2 m3/s.

4.2.7 Hubungan Kapasitas Dan Efisiensi (Tunggal, Seri, dan Paralel)

Hubungan antara kapasitas dan efisiensi dapat dilihat bahwa nilai

(76)

1,96 10-2 m3/s. Kemudian nilai efisiensi tertinggi pada pompa tunggal sebesar 50 % pada kapasitas 1,1.10-2 m3/s dan untuk pompa seri efisiensi tertinggi sebesar 78,9 % pada kapasitas 0,98.10-2 m3/s.