MESIN FLUIDA
PERANCANGAN POMPA YANG DIGUNAKAN UNTUK KEBUTUHAN AIR BERSIH
DI RUMAH SAKIT UMUM DR. PIRNGADI MEDAN
OLEH:
FERRY I. A. TARIGAN NIM. 040421007
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERITAS SUMATERA UTARA MEDAN
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena kasih
dan karuniaNya penulis mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik dan
tepat pada waktunya. Adapun maksud penulis menyusun Tugas Akhir ini adalah
untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk menyelesaikan Program Pendidikan
Sarjana Ekstensi Fakultas Teknik Mesin USU.
Sebagai bahan penulisan Tugas Akhir ini penulis memilih Judul “Perancangan
pompa yang digunakan untuk kebutuhan air bersih di RSU Dr. Pirngadi Medan”.
Penulis menyadari bahwa hasil penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari
kesempurnaan berhubung dengan keterbatasannya pengetahuan penulis miliki.
Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya
membangun dari semua pihak demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Dalam penyusunan ini, penulis banyak menerima bantuan dan bimbingan baik
berupa dorongan semangat maupun sumbangan pikiran dari berbagai pihak, maka
pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak DR. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri sebagai Ketua Jurusan Teknik
Mesin USU.
2. Bapak Ir. Mulfi Hazwi, MSc., selaku dosen pembimbing yang telah
banyak membantu dan membimbing penulis dalam pembuatan Tugas
belajar di USU ini.
4. Seluruh keluarga besar saya, teristimewa kepada Ayahanda dan Ibunda
yang telah membantu dan memberikan dukungan moril dan material.
5. Terima kasih kepada seluruh teman-teman yang selalu setia dalam
memberikan semangat dan bantuannya selama menyusun Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis ucapkan terima kasih.
Medan, Desember 2008
Penulis,
Ferry I. A. Tarigan
KATA PENGANTAR ... i
LEMBAR SPESIFIKASI ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR LAMBANG ... xi
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Sumber Air ... 2
1.3. Instalasi Pengolahan ... 7
1.4. Alasan Perencanaan ... 9
1.5. Tinjuan Perancangan ... 9
1.6. Batasan Masalah ... 9
BAB II. PEMBAHASAN MATERI ... 11
2.1. Pompa Sumur Dalam ... 11
2.1.1. Pompa Turbin Vertikal (Vertical Turbin Pump)... 13
2.1.2. Pompa Sumur Benam (Submersible Pump) ... 14
2.2. Penimbangan Pemilihan Pompa ... 15
BAB III. PENETAPAN SPESIFIKASI POMPA... 18
3.1. Kapasitas Aliran ... 18
3.1.1. Kebutuhan Air UntukPasien ... 21
3.1.2. Kebutuhan Air Untuk Tamu ... 22
3.1.3. Kebutuhan Air Untuk Karyawan ... 23
3.1.4. Kebutuhan Air Untuk Dapur ... 24
3.3.1. Kecepatan Aliran dan Diameter Pipa ... 24
3.3.2. Perbedaan Head Tekan ... 30
3.3.3. Perbedaan Head Kecepatan ... 30
3.3.4. Head Statis... 31
3.3.5. Kerugian Head Sepanjang Pipa Instalasi ... 31
3.3.5.1. Kerugian Head Mayor ... 31
3.3.5.2. Kerugian Head Minor... 33
3.4. Penentuan Daya dan Penggerak Pompa ... 35
3.4.1. Alat Penggerak Pompa ... 35
3.4.2. Penentuan Putaran Spesiftk dan Type Impeler ... 37
3.4.3. Efisiensi Pompa ... 40
3.4.4. Daya Poros Pompa ... 41
3.4.5. Daya Motor Penggerak ... 42
3.5. Spesifikasi Pompa ... 43
BAB IV. UKURAN - UKURAN UTAMA POMPA ... 44
4.1. Poros Pompa ... 44
4.2. Diameter Impeler... 48
4.3. Dimensi. Sisi Masuk... 50
4.3.1. Diameter Hubungan Impeler (Dh) ... 50
4.3.2. Diameter Mata Impeler ... 50
4.3.3. Diameter Sisi Masuk Impeler (D1 4.3.4. Lebar Sisi Masuk (b ) ... 51
1 4.3.5. Kecepatan Absolut AliranMasuk Impeler(V ) ... 52
1 4.3.6. Kecepatan Tangensial Aliran Masuk Impeler (U ) ... 53
1 4.3.7. Sudut Tangensial Aliran Masuk Impeler (β ) ... 53
1 4.3.8. Kecepatan relatif Aliran Masuk Impeler (W ) ... 53
1 4.4. Dimensi Impeler Sisi Keluar ... 54
) ... 53
4.4.1 Diameter Sisi Keluar Kolom Impeler (02 4.4.2 Lebar Impeler Sisi Keluar (b ) ... 54
4.4.4. Kecepatan Tangensial Aliran Keluar Impeler (U2
4.4.5. Sudut Tangensial Aliran Keluar Impeler (β
) ... 55
2 4.4.6. Sudut Aliran Fluida Keluar Impeler (α ) ... 56
2 4.4.7. Kecepatan Relatif Aliran Keluar Impeler (W ) ... 58
2 4.4.8. Kecepatan Aliran Keluar Impeler (V ) ... 59
2 4.5. Kecepatan dan Sudut Keluar Akibat Aliran Sirkulasi ... 59
) ... 59
4.5.1. Kecepatan Radial Akibat Akibat Sirkulasi (Vr2 4.5.2. Kecepatan Tangensial (Vu ') ... 59
2 4.5.3. Kecepatan Absolut (V ') ... 59
2 4.5.4. Sudut Absolut (α ') ... 60
2 4.5.5. Sudut Tangensial (β ) ... 60
2 4.5.6. Kecepatan radial Keluar (W ) ... 60
2 4.6. Perencanaan Sudu Impeler... 61
') ... 60
4.6.1. Jumlah Sudu (z)... 61
4.6.2. Tebal Sudu(t) ... 62
4.6.3. Jarak Sudu(s) ... 63
4.7. Perencanaan Sudu Difuser ... 63
4.7.1. Diameter Sisi Masuk (D3 4.7.2. Lebar Laluan Sisi Masuk (b ) ... 64
3 4.7.3. Diameter Sisi Keluar (D ) ... 64
4 4.7.4. Lebar Sisi Keluar(b ) ... 64
4 4.7.5. Kecepatan Radial Masuk (Vr ) ... 64
3 4.7.6. Kecepatan Tangensial Masuk (Vu ) ... 65
3 4.7.7. Sudut Aliran Masuk Fluida (B ) ... 65
3 4.7 8. Kecepatan Aliran Masuk (V ) ... 66
3 4.7.9. Kecepatan Radial Keluar (Vr ) ... 66
4 4.7.10. Sudut Aliran Keluar (B ) ... 66
4 4.7.11. Kccepatan Fluida Keluar (V ) ... 66
4 4.7.12. Jumlah Sudu Difuser (Z ) ... 67
d 4.7.13. Tebal Sudu Difuser (t ) ... 67
3 4.8. Melukis Bentuk Sudu ... 67
BAB V. ANALISA GAYA DAN PUTARAN KRITIS ... 73
5. 1. Gaya Aksial ... 73
5.1.1. Gaya Aksial Akibat Berat Komponen Pompa... 73
5.1.1.1. Berat Impeler ... 74
5.1.1.2 . Berat Poros ... ... 76
5.1.2. Gaya Aksial Akibat Aliran Fluida ... 77
5.1.2.1 Gaya Aksial Akibat Perbedaan Tekanan ... 78
5.1.2.2 Gaya Aksial Akibat Perubahan Momentum ... 79
5.1.3 Mengatasi Gaya Aksial ... 80
5.2. Putaran Kritis ... 82
5.2.1. Perhitungan Putaran Kritis ... 83
5.3. Gaya Reaksi Pada Tumpuan ... 86
5.4. Pasak ... 88
5.4.1. Tegangan Geser Yang Terjadi ... 88
5.4.2. Pemeriksaan Terhadap Tegangan Tumbuk ... 90
5.5 Pemeriksaan Bantalan ... 91
5.5.1 Bantalan Bawah ... 91
5.5.1.1 Pemeriksaan Kekuatan Bantalan Bawah ... 91
5.5.2 Bantalan Atas ... 93
5.5.2.1 Pemeriksaan Kekuatan Bantalan Atas ... 94
BAB VII KESIMPULAN ... 96
Tabel 2.1. Perbandingan sifat pompa sentrifugal dan pompa torak ... 16
Tabel 2.2. Karakteristik pompa sentrifugal berdasarkan letak pompanya ... 16
Tabel 3.1. Kondisi populasi orang di RS umum Tipe A ... 21
Tabel 3.2. Koefisien kelengkapan ... 33
Tabel 3.3. Harga putaran dan jumlah kutub ... 36
Tabel 3.4. Klasifikasi jenis impeler ... 38
Tabel 4.1. Faktor koreksi daya ... 46
Tabel 4.2. Jari-jari kelengkungan sudu ... 69
Tabel 4.3. Panjang sudu ... 72
Tabel 5.1. Hasil perhitungan tiap segmen impeler ... 75
Gambar 1.1. Daur Hidrologi ... 4
Gambar 1.2. Posisi aquifer terkekang dan tidak terkekang ... 5
Gambar 1.3. Pumping Test ... 7
Gambar 1.4. Sistem Distribusi ... 8
Gambar 2.1. Konstruksi sumur dalam secara sederhana... 11
Gambar 2.2. Pompa Turbin Vertikal... 14
Gambar 2.3. Pompa Motor Benam ... 15
Gambar 3.1. Instalasi Pompa Sumur Benam ... 25
Gambar 3.2. Grafik Efisiensi Pompa ... 40
Gambar 4.1. Diagram Kecepatan Fluida ... ... 48
Gambar 4.2. Penampang Impeler ... 49
Gambar 4.3. Harga kecepatan fluida masuk kemata impeler ... 51
Gambar 4.4. Segitiga kecepatan fluida pada sisi masuk ... 54
Gambar 4.5. Segitiga kecepatan fluida pada sisi keluar ... 61
Gambar 4.6. Bentuk sudu impeler ... 71
Gambar 5.1. Bentuk impeler ... 74
Gambar 5.2. Bentuk dan ukuran poros ... 76
Gambar 5.3. Torak pengimbang ... 80
Gambar 5.4. Pompa dengan impeler saling bertolak belakang ... 81
Gambar 5.5. Lubang pengimbang... 81
Gambar 5.8. Gaya geser pada pasak ... 89
Gambar 5.9. Bantalan bawah... 91
Simbol Keterangan Satuan
A Luas penampang pipa m
B Lebar bantalan mm
2
b Lebar pasak mm
b1
b
Lebar impeler pada sisi masuk mm
2
b
Lebar impeler pada sisi keluar mm
3
b
Lebar laluan difuser sisi masuk mm
4
C
Lebar laluan difuser sisi keluar mm
b
C
Faktor koreksi terhadap beban lentur
C
Pembebanan nominal dinamis spesifik N
0
D
Pembebanan nominal statis spesifik N
1
D
Diameter dalam pipa mm
H
D
Diameter Hub mm
0
D
Diameter mata impeler mm
1
D
Diameter sisi masuk impeler mm
2
D
Diameter sisi keluar impeler mm
n
d
Diameter nominal pipa mm
i
d
Diameter dalam pipa mm
ai
d
Diameter dalam segmen impeler mm
bi
dp Diameter poros mm
Diameter luar segmen impeler mm
E Modulus elastisitas N/mm
Fm Gaya aksial akibat momentum fluida N
2
f Frekuensi listrik Hz
fg
f
Faktor koreksi -
h
f
Faktor umur -
n
g Gravitasi m/s
Faktor kecepatan -
H Head statis m
Ws
Z Jumlah sudu -
Berat sudu N
Zd
α Sudut aliran masuk
Jumlah sudu difuser -
β Sudut tangensial
o
γ Berat jenis N/m
o
ε Kekasaran pipa; faktor kontraksi -
3
η Efisiensi %
ηt
D Viskositas kinematik air m
Efisiensi termis %
2
π Konstanta phi -
/s
ρ Kerapatan kg/m
τ Tegangan geser N/m
3
σb Kekuatan tarik bahan N/m
2
Y Defleksi mm
2
Air merupakan salah satu kebutuhan utama bagi manusia. Kebutuhan akan air bersih semakin meningkat dan sumber-sumber air konvensional yang berupa air permukaan semakin tidak mencukupi untuk memenuhi kebutuhan air bersih. Oleh karena itu untuk mendapatkan air bersih dilakukan beberapa cara mengolah air permukaan (air sungai, danau) agar dapat digunakan sebagai air bersih sesuai standart kesehatan dan alternatif lain untuk mendapatkan air bersih dilakukan adalah dengan membuat sumur bor.
Sejalan dengan perkembangan zaman dan kemajuan teknologi serta laju pertumbuhan penduduk yang semakin meningkat maka harus diikuti oleh perkembangan fisik yang cukup memadai. Hal ini jelas dapat dilihat dari berbagai usaha yang dilakukan oleh pihak pemerintah dan swasta yang membangun sarana dan prasarana yang dapat menunjang pembangunan. Dalam perencanaan pembangunan perkotaan harus benar-benar dipertimbangkan sesuai dengan kebutuhan dan perkembangan, sehingga dapat menciptakan kota dan lokasi yang benar-benar bersih, aman, sehat dan rapi. Terutama dikota-kota besar yang berfungsi sebagai pusat kegiatan pemerintahan, industri, pendidikan, rumah sakit, perhotelan dan lain sebagainya.
Mengingat banyaknya sarana yang ada, maka pada kesempatan kali ini penulis mengambil suatu sarana dari berbagai sarana yang tersebut diatas, yaitu rumah sakit yang menggunakan sumur bor untuk memenuhi kebutuhan air bersih dalam kegiatan sehari-hari. Mengingat banyaknya air yang dibutuhkan dan semakin terbatasnya penggunaan air konvensional maka perlu adanya rancangan pompa sumur dalam yang dapat memompakan air dari dalam tanah kepermukaan untuk dapat diolah guna memenuhi kebutuhan air rumah sakit
Air merupakan salah satu kebutuhan utama bagi manusia. Kebutuhan akan air bersih semakin meningkat dan sumber-sumber air konvensional yang berupa air permukaan semakin tidak mencukupi untuk memenuhi kebutuhan air bersih. Oleh karena itu untuk mendapatkan air bersih dilakukan beberapa cara mengolah air permukaan (air sungai, danau) agar dapat digunakan sebagai air bersih sesuai standart kesehatan dan alternatif lain untuk mendapatkan air bersih dilakukan adalah dengan membuat sumur bor. Sejalan dengan perkembangan zaman dan kemajuan teknologi serta laju pertumbuhan penduduk yang semakin meningkat maka harus diikuti oleh perkembangan fisik yang cukup memadai. Hal ini jelas dapat dilihat dari berbagai usaha yang dilakukan oleh pihak pemerintah dan swasta yang membangun sarana dan prasarana yang dapat menunjang pembangunan. Dalam perencanaan pembangunan perkotaan harus benar-benar dipertimbangkan sesuai dengan kebutuhan dan perkembangan, sehingga dapat menciptakan kota dan lokasi yang benar-benar bersih, aman, sehat dan rapi. Terutama dikota-kota besar yang berfungsi sebagai pusat kegiatan pemerintahan, industri, pendidikan, rumah sakit, perhotelan dan lain sebagainya.
Mengingat banyaknya sarana yang ada, maka pada kesempatan kali ini penulis mengambil suatu sarana dari berbagai sarana yang tersebut diatas, yaitu rumah sakit yang menggunakan sumur bor untuk memenuhi kebutuhan air bersih
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Air merupakan salah satu kebutuhan utama bagi manusia. Kebutuhan akan
air bersih semakin meningkat dan sumber-sumber air konvensional yang berupa
air permukaan semakin tidak mencukupi untuk memenuhi kebutuhan air bersih.
Oleh karena itu untuk mendapatkan air bersih dilakukan beberapa cara mengolah
air permukaan (air sungai, danau) agar dapat digunakan sebagai air bersih sesuai
standart kesehatan dan alternatif lain untuk mendapatkan air bersih dilakukan
adalah dengan membuat sumur bor.
Sejalan dengan perkembangan zaman dan kemajuan teknologi serta laju
pertumbuhan penduduk yang semakin meningkat maka harus diikuti oleh
perkembangan fisik yang cukup memadai. Hal ini jelas dapat dilihat dari berbagai
usaha yang dilakukan oleh pihak pemerintah dan swasta yang membangun sarana
dan prasarana yang dapat menunjang pembangunan. Dalam perencanaan
pembangunan perkotaan harus benar-benar dipertimbangkan sesuai dengan
kebutuhan dan perkembangan, sehingga dapat menciptakan kota dan lokasi yang
benar-benar bersih, aman, sehat dan rapi. Terutama dikota-kota besar yang
berfungsi sebagai pusat kegiatan pemerintahan, industri, pendidikan, rumah sakit,
perhotelan dan lain sebagainya.
Mengingat banyaknya sarana yang ada, maka pada kesempatan kali ini
penulis mengambil suatu sarana dari berbagai sarana yang tersebut diatas, yaitu
dalam kegiatan sehari-hari. Mengingat banyaknya air yang dibutuhkan dan
semakin terbatasnya penggunaan air konvensional maka perlu adanya rancangan
pompa sumur dalam yang dapat memompakan air dari dalam tanah kepermukaan
untuk dapat diolah guna memenuhi kebutuhan air rumah sakit
1.2. Sumber Air
Beberapa sumber air yang dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan
air, baik unfuk dikonsumsi ataupun untuk keperluan lainnya diantaranya adalah :
1. Air Hujan
Air hujan dapat dijadikan sumber air dengan cara mengumpulkan pada
wadah yang lalu dialirkan pada bak periyimpanan. Air yang diperoleh dengan cara
ini umumnya tidaklah banyak, hanya cukup untuk memenuhi kebutuhan rumah
tangga. Untuk kebutuhan air dalam jumlah yang besar dan kontiniu tidaklah
cukup hanya mengandalkan curah hujan yang tidak dapat dipastikan waktu dan
jumlahnya
2. Air Permukaan
Air permukaan adalah air yang terdapat diatas permukaan tanah seperti air
sungai, danau, kolam dan sebagainya. Volumenya tergantung terhadap tingkat
curah hujan, keadaan topografi, struktur lapisan tanah. Konsumen air permukaan
ini adalah masyarakat atau perusahaan yang berada disekitar lokasi. Untuk
konsumen yang jauh dari lokasi tidaklah efektif dan efisien menggunakan air ini,
volume yang dihasilkan sedikit karena biaya pengadaan instalasi pendistribusian
air dari lokasi cukup tinggi dan dihasilkan sedikit.
3. Air Tanah
Air tanah berasal dari perembesan air hujan melalui pori-pori tanah dan
berkumpul pada lapisan tanah. Kondisi air yang diambil dari dalam tanah
umumnya masih bercampur dengan senyawa zat besi yang cukup berbahaya bagi
kesehatan, oleh karena itu air yang diambil dari dalam tanah hendaknya terlebih
dahulu dilakukan penyaringan sehingga kandungan zat besi dibawah batas aman
sesuai standart yang diberikan Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM). Air tanah
ini dapat diambil sebagai sumber air dengan cara membuat sumur-sumur dimana
dapat dibagi atas tiga jenis sumur yaitu :
a. Sumur dangkal
Yaitu air yang diambil dari lapisan tanah permukaan. Kapasitas air sumur
dangkal ini sangat terbatas apalagi sewaktu musim kemarau. Air ini mudah
tercemar karena lapisan tanah yang menjadi penyaring alami sangat sedikit.
b. Sumur dalam
Sumur dalam adalah air yang terdapat minimal dibawah satu lapisan kedap
air, sehingga terjadi proses penyaringan alamiah walaupun pencemaran
masih mungkin terjadi melalaui rekahan-rekahan pada lapisan kedap air.
Debit air sumur dalam lebih besar dan konstan dibandingkan sumur
c. Sumur Arthesis
Sumur ini sama halnya dengan sumur dalam, hanya saja untuk sumur ini
air yang keluar dari dalam tanah bertekanan karena terdapat perbedaan
tinggi antara permukaan air tanah dengan air sumur. Air sumur ini
biasanya terdapat didaerah perbukitan.
Dalam hal pemanfaatan air tanah harus ditunjang oleh data dan pengujian
potensi air tanah didaerah tersebut. Hal ini diperlukan untuk mendapatkan operasi
pompa yang efisien, dan kesinambungan operasi pompa air dikemudian hari,
Selain dari air bawaan yang tertahan dalam celah-celah batuan endapan pada saat
pengendapan dan air yang berasal dari magma gunung merapi, air tanah
merupakan suatu bagian yang utama dari daur ulang hidrologi. Suatu bentuk daur
ulang hidrologi yang sederhana seperti diperkenalkan oleh Linsley dan Fanizini,
seperti pada gambar 1.1 dibawah ini :
Gambar. 1.1. Daur Hidrologi
Pori-pori tanah dekat permukaan bumi dikenal sebagai daerah aerasi yang
pada umumnya berisi udara dan air dalam berbagai jumlah, lebih jauh kedalam
celah-celah dipenuhi air. Daerah ini dapat dibatasi dengan bagian atasnya dengan suatu
permukaan terbatas yang jenuh serta suatu lapisan yang kedap air atau batuan.
Permukaan bebas air tanah dikatakan tidak terkekang (confided) jika
dibatasi pada bagian atasnya oleh suatu lapisan yang kedap air. Formasi geologi
yang mempunyai bangunan yang dapat menampung air cukup besar dan
gerakannya melalui formasi tersebut disebut aquifer. Aquifer dapat terkekang dan
tidak terkekang. Pada gambar 1.2 dibawah dapat dilihat posisi aquifer terkekang
yang memiliki air resapan dari permukaan (resapan air hujan), sehingga
kualitasnya lebih baik.
a. Aquifer terkekang b. Aquifer tidak terkekang
Gambar. 1.2. Posisi Aquifer Terkekang dan Tidak Terkekang
Untuk dapat menaikkan air tanah, maka dibuat sumur dalam untuk tempat
peletakan pompa. Namun untuk efisiensi kerja, maka sebelumnya dilakukan
pengkajian-pengkajian untuk mengetahui posisi air air tanah. Adapun tahap
1. Penentuan struktur tanah/batuan daerah yang akan di bor
2. Penentuan batuan yang mengandung air
3. Penentuan muka air tanah/kondisi air tanah, dari pengujian ini juga
didapat informasi tebal dan letak aquifer
4. Penentuan peletakan pompa yang paling efektif dan menjamin
kesinambungan operasi pompa, sehingga dapat ditentukan peletakan
pipa saringan dan panjang pipa saringan.
Selanjutnya dilakukan uji pemompaan sumur (well pumping test) untuk
mengetahui tinggi muka air, sehingga dapat diketahui peletakan pompa. Pada
mctode ini dilakukan pemompaan air secara terus menerus pada sebuali sumur
yang menembus sampai kedasar lapisan tanah (tanah keras). Pada daerah yang
berdekatan dengan sumur tersebut dilakukan pengamatan terhadap tinggi muka
air, dengan menggali beberapa lubang bor. Pemompaan ini dilakukan sampai
tercapai kondisi rembesan yang stedi (steady seepage). Rembesan terjadi pada
sumur-sumur dan lubang-lubang secara radial. Untuk menetukan suatu jalur radial
dari pusat sumur diperlukan paling sedikit dua lubang. Selama pumping test dapat
diketahui perubahan tinggi muka air, biasanya bila air cepat habis maka ada dua
kemungkinan yang dilakukan yaitu :
• Memperdalam sumur bor
Gambar. 1.3. Pumping Test
Selama pumping test, dilakukan pengujian perubahan tinggi muka air
dalam sumur. Alat yang digunakan adalah alat pencatat otomatis yaitu Modern
Data Logger. Alat ini dapat mencatat penurunan muka air selama pumping test,
sekaligus mencatat laju pengisian sumur kembali, setelah didapat tinggi muka air
permanen untuk kapasitas pemompaan yang akan dipasang maka pumping test
dapat dihentikan.
1.3. Instalasi Pengolahan
Sumur dalam (Suibmersibel Pump) digunakan untuk menaikkan air dari
dalam sumur yang telah tersaring lapisan bumi ke penyaringan (filter). Setelah
dilakukan penyaringan dan didapat air yang bersih kemudian air ditampung kolam
air bersih. Dengan menggunakan pompa distribusi, air dari dalam kolam
dipompakan ke tangki atas yang kemudian didistribusikan ke pemakai. Dari
1.4. Alasan Perencanaan Pompa
Dalam kesempatan ini saya merancang sebuah pompa sumur dalam
(submersible pump) untuk memenuhi kebutuhan air bersih suatu Rumah Sakit
Umum di Kota Madya Medan. Pemilihan sumur dalam sebagai sumber air adalah
berdasarkan pertimbangan-pertimbangan berikut :
• Sumber-sumber air permukaan tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan
akan air bersih
• Jarak sumber air permukaan jauh dari lokasi rumah sakit
• Penggunaan air bersih tersebut meliputi keperluan dapur, pengunjung,
kamar mandi, loundri dan sebagainya.
1.5. Tujuan Penelitian
Untuk mengetahui Spesifikasi dan Ukuran - Ukuran Pompa Sumur dalam
yang dibutuhkan guna memenuhi kebutuhan air bersih pada rumah sakit
1.6. Batasan Masalah
Dalam hal ini perancangan direncanakan dari pompa sumur dalam sampai
masuk kedalam penyaring. Untuk kelengkapan sistem distribusi air dan pompa
termasuk dalam perancangan. Mengenai sumur bor dan kondisi air diambil
berdasarkan data perbandingan dari hasil survey. Dari data dapat diketahui
kedalaman pengeboran dan tinggi muka air tanah sumur dalam. Kapasitas pompa
Berdasarkan hasil survey di daerah tersebut Tinggi Kenaikan Air (TKA)
adalah 30 meter dari permukaan tanah dan setelah dilakukan uji pemompaan
(pumping tesf) maka diperoleh Tinggi Permukaan Air (TPA) adalah 41 meter.
Pada perencanaan ini pompa berada pada kedalaman 45 meter dibawah
permukaan tanah yang terbenam bersama motornya dan kedalaman sumur adalah
BAB II
PEMBAHASAN MATERI
Pompa adalah suatu jenis mesin yang digunakan untuk memindahkan
fluida incompressible (fluida yang tidak mampu mampat) dari tempat yang rendah
ke tempat lebih tinggi alau dari tempat yang bertekanan rendah ke tempat
ketekanan lebih tinggi.
2.1. Pompa Sumur Dalam
Pompa jenis ini digunakan untuk memompakan fluida dari sumur dalam
yang penempatan ditempatkan didalam sumur (tenggelam dibawah permukaan air
sumur), dimana penggeraknya biasanya berupa motor dihubungkan langsung
dengan poros untuk memutar impeler.
Beberapa komponen penting dari sumur dalam adalah pipa jambang, pipa
buta, pipa saringan, krikil pembalut, kerucut reducer dan sumbat, serta pompa.
Keterangan gambar :
• Pipa jambang ini terletak pada bagian atas dengan garis tengah lebih besar
dari pipa buta, Biasanya pipa jambang (screen) lebih besar garis tengahnya
2 inchi dari garis tengah pompa selam. Pipa jambang ini tergantung
kondisi hidrolopinya, biasanya dibuat sekitar 3-5 meter dibawah surutan
maksimum.
• Pipa buta, dipasang dibawah pipa jambang dan letaknya pada lapisan
kedap air afau pada aquifer yang kualitas airnya jelek. Panjang pipa buta
tergantung ketebalan lapisan yang tidak diinginkan baik kuantitas maupun
kualitasnya.
• Pipa saringan adalah pipa yang diberi lubang yang dimaksudkan sebagai
jalan masuknya air tanah kedalam sumur. Lebar lubang, bentuk, panjang
ditentukan bardasarkan tebal aquifer dan distribusi ukuran bulir aquifer.
• Krikil pembalut adalah krikil yang bersih, berukuran seragam bulatnya,
digunakan sebagai penghalang agar material halus yang ada dalam lapisan
batuan tidak masuk kedalam sumur. Adapun syarat krikil pembalut ini
adalah harus mampu menahan keruntuhan dinding sumur akibat keadaan
yang tidak diinginkan, dan mampu rnentransmisikan air yang bebas dari
kotoran (tanah) kedalam screen selam pemompaan.
• Sumbat yang dipasang pada ujung bawah rangkaian pipa konstruksi sumur
berfungsi untuk mencegah material yang tidak diinginkan masuk kedalam
sumur, yang nantinya dapat mengganggu pompa dan mengurangi kualitas
Adapun jenis pompa sumur dalam ditinjau dan letak motor penggeraknya, yaitu :
1. Motor berada pada permukaan tanah dan dihubungkan dengan pompa oleh
poros vertikal atau pompa yang hanya pompanya saja yang berada dalam zat
cair dan, motor berada dipermukaan tanah.
2. Pompa dengan motor dibenamkan kedalam zat cair (pompa bawah tanah/
submersibel pump
2.1.1. Pompa Turbin Vertikal (Vertical Turbine Pump)
Pada pompa benam jenis ini, motor terletak pada bagian diatas sumur.
Pompa dihubungkan satu sama lain oleh pipa tegak yang sekaligus melindungi
poros pompa dan sckaligus sebagai pipa tekan fluida keluar. Pompa turbin vertikal
umumnya produksi untuk sumur bor dengan diameter 6 inchi. Untuk banyak
wilayah, diameter yang paling ekonomis sumur bor adalah 12 inchi, tetapi ukuran
menengah lebih disukai dalam instalasi suatu industri. Dewasa ini, pompa
berdiameter 30 inchi telah dirakit dan tersedia dibeberapa produsen. Selain untuk
pengaliran air, dapat juga mengalirkan minyak, cairan gas, cairan kimia dan
lain-lain. Adapun gambar dari pompa turbin vertikal dapat dilihat pada halaman
Gambar 2.2. Pompa Turbin Vertikal
2.1.2. Sumur Benam (Submersible Pump)
Pompa ini adalah pompa yang merupakan suatu unit dengan motor
pergerakannya, dimana keduanya dipasang terbenam dibawah permukaan air.
Diameter pipa dibuat kecil agar dapat dipasang didalam sumur bor.
Motor berada dibawah pompa, karena air mengalir dari bawah maka
diameter motor lebih kecil dari diameter pompa. Dengan demikian pompa terlihat
panjang berbentuk batang. Air mengalir kedalam pompa melalui saringan yang
terdapat diantara motor dan pompa. Selanjutnya air dialirkan keatas melalui pipa
kolom yang juga berfungsi sebagai penggantung unit pompa.
Air yang mengalir dari bawah mengatur pendinginan motor. Oleh karena
ukuran yang terlampau besar, sebab tidak akan cukup air mengalir sepanjang
motor.
Pompa jenis ini sangat cocok untuk sumur-sumur dalam karena pompa
tidak perlu menghisap air keatas dimana pompa dan motor dibenamkan
bersama-sama di kedalaman. Pompa jenis ini dapat dilihat nada gambar 2.2. berikut.
Gambar 2.3. Pompa Motor Benam
2.2. Pertimbangan Pemilihan Pompa
Hal-hal yang harus dipertimbangkan dalam pemilihan pompa antara lain :
analisa fungsi pompa, sistem instalasi, kapasitas head, viskositas dan lokasi kerja
pompa. Pertimbangan diatas ditujukan untuk mengetahui jenis pompa yang dipilih
dalam setiap operasional kerja dilapangan. Untuk pemakaian pompa yang tepat
dan sesuai dengan kondisi pengoperasian yang direncanakan, maka dalam
menentukan pemilihan pompa, perlu diperhatikan sifat-sifat pompa dalam
Tabel.2.1. Perbandingan sifat Pompa Sentrifugal dan Pompa Torak
No. Masalah Pompa Sentrifugal Pompa Torak
1 2 3 4 5 6 7 8 Alirannva Putaran poros Kapasitas fiend Biaya Perawatan Pondasi Getaran Motor penggerak Kontiniu Lebih tinggi Lebih besar Kecil/medium Murah Biasa Kecil
Dapat dikopel langsung Berfluktuasi Lebih rendah Lebih kecil Tinggi Mahal Kokoh Cukup besar
Tidak dapat dikopel langsung
Sumber: Church, A. H., "Pompa dan Blower Sentrifugal", Erlangga, Jakarta, 1993
Makna dari sifat-sifat utama yang diinginkan diatas yang dapat memenuhi
syarat adalah pompa sentrifugal. Sedangkan kendala utama bila pemakaian pompa
ini adalah head kecil dan ukuran tidak boleh besar karena akan dimasukkann
kedalam sumur dalam, kondisi ini mengharuskan menggunakan impeler yang
kecil. Untuk mengatasi hal diatas maka pompa ini akan dibuat bertingkat (multi
tingkat).
Berdasarkan letak poros pompa sentrifugal dapat dibandingkan
karaterisfikmu pada table.2.2 berikut :
Tabel.2.2. Karateristik Pompa Sentrifugal Berdasarkan Letak Porosnya
No. Masalah Jenis Poros Horizontal Jenis poros Vertikal
1 2 3 4 5 6
Pemancingan selama start NPSH yang tersedia Luas ruang instalasi Bangunan rumah pompa Bobot Biaya perawatan Diperlukan Kecil Besar Rendah Kecil Murah Tidak diperlukan Besar Kecil Tinggi Besar Lebih mahal
[image:30.595.114.526.553.658.2]Pada perencanaan ini kondisi pengoperasian yang diinginkan adalah :
• Fluida yang dialirkan adalah air bersih • Aliran air bersifat kontiniu dan merata
• Ukuran pompa haruslah kecil dan ringan karena diletakkan didalam
sumur
BAB III
PENETAPAN SPESIFIKASI
Pada perancangan suatu pompa perlu penetapan spesifikasi yang biasanya
didahului oleh penetapan kapasitas dan head. Setelah kapasitas dan head
ditentukan, maka langkah selanjutnya yang ditentukan adalah menentukan daya
yang dibutuhkan, jenis penggerak dan putaran kerja untuk mengoperasikan pompa
pada kondisi yang direncanakan sehingga akan diperoleh kerja pompa yang
efektif. Dalam perencanaan ini, jenis pipa telah ditentukan pada bab sebelumnya
jenis sentrifugal pompa sumur dalam (Depp Well Pump), sehingga langkah
selanjutnya adalah penelitian kapasitas aliran.
3.1. Kapasitas Aliran
Pemakaian oleh suatu masyarakat bertambah besar dengan kemajuan
masyarakat tersebut, sehingga pemakaian air seringkali dipakai salah satu tolak
ukur tinggi rendahnya suatu kemajuan masyarakat. Dalam perancangan sistem
penyediaan air untuk suatu bangunan, kapasitas peralatan dan ukuran-ukuran pipa
didasarkan pada jumlah dari laju aliran air yang harus disediakan kepada
bangunan tersebut. Jumlah dan laju aliran air tersebut seharusnya diperoleh dari
penelitian keadaan sesungguhnya, dan kemudian dibuat angka-angka peramal
yang sedapat mungkin mendekati keadaan sesungguhnya setelah bangunan
digunakan. Untuk menentukan tepat dan akurasinya kapasitas aliran yang
metode penaksiran. Ada beberapa metode yang digunakan untuk menaksir besar
laju aliran air (Lit 4 hal 64), antara lain :
a. Berdasarkan jumlah pemakai
b. Berdasarkan jenis dan jumlah alat plambing
c. Berdasarkan unit beban alat plambing
a. Penaksiran Berdasarkan Jumlah Pemakai
Metode ini didasarkan pada pemakaian air rata-rata setiap sehari dari
setiap penghuni, dan perkiraan jumlah penghuni. Dengan demikian jumlah
pemakaian dalam sehari dapat diperkirakan, walaupun jenis maupun alat
plambingnya belum ditentukan. Metode ini praktis digunakan untuk tahap
"perencanaan atau juga perancangan". Apabila jumlah penghuni diketahui ataupun
ditetapkan untuk suatu gedung maka angka tersebut dipakai untuk menghitung
pemakaian air rata-rata sehari berdasarkan standart mengenai pemakaian air
perorang perhari untuk sifat penggunaan gedung tersebut.
b. Penaksiran bcrdasarkan jenis dan jumlah alat plambing
Metode ini digunakan apabila kondisi pemakaian air alat plambing dapat
diketahui misalnya untuk perumahan ataupun gedung kecil lainnya. Juga harus
diketahui jumlah dari setiap jenis alat plambing dalam gedung tersebut.
c. Penaksiran berdasarkan unit beban alat plambing
Dalam metode ini setiap alat plambing ditetapkan suatu unit beban. Untuk
yang dilayaninya, dan kemudian dicari besarnya laju aiiran air. Penaksiran ini
digunakan kategori menengah seperti halnya perkantoran.
Maka dari uraian diatas metode yang digunakan untuk penaksiran laju
aliran air adalah herdasarkan jumlah pemakai/penghuni yang dianggap lebih
efektif karena berbagai alasan yaitu :
• Metode ini paling cocok untuk perencanaan dan perancangan
• Jumlah alat dan beban plambing disetiap kamar berbeda berdasarkan
tingkat kemampuan pasien
Penentuan kapasitas aliran yang dibutuhkan untuk kompleks rumah sakit
adalah berdasarkan jumlah tempat tidur pada rumah sakit yang akan/telah
dirancang. Sclain untuk pasien juga direncanakan juga untuk pegawai,
pengunjung dan sarana lain yang mendukung rumah snkit berdasarkan literatur
yang ada. Untuk mempermudah perhitungan kebutuhan air bersih, maka kita
dapat mengelompokkan jumlah populasi yang berada dilingkungan rumah sakit
No Keterangan Jumlah Populasi
Kebutuhan Rata-rata/
liter/hari
1 Pasien
Rawat inap (jumlah tempat tidur) ... X1 400 350
Poliklinik... ... …….. X2 300 8
2 Tamu
- Keluarga penjaga pasien……… X3 400 160
- Pengunjung ………... X4 700 8
3 Karyawan
- Administrasi umum………. X5 70 100
-Dokter dan Perawat/shiff…………. X6 290 120
- Laboratorium……….. X7 10 150
4 Dapur
- Restoran umum………. X8 700 15
3.1.1. Kebutuhan Air Untuk Pasien
a. Rawat Inap (X1)
Jumlah kebutuhan air untuk pasien rawat inap adalah berdasarkan pada
jumlah tempat tidur yang tersedia, dimana dalam rancangan ini rumah sakit yang
memiliki tempat tidur. Kebutuhan air untuk pasien rumah sakit adalah 350
liter/hari) setiap orang. (lampiran 1). Berdasarkan ketentuan diatas bab 7 air
pasien adalah :
(X1 ) = Jumlah tempat tidur x 350 liter
= 400 x 350
b. Poliklinik (X2)
Jumlah pasien luar yang memeriksakan kesehatan di Poliklinik Rumah
Sakit rata-rata diperkirakan sebanyak 300 orang setiap hari dengan kebutuhan air
8 liter/hari (lampiran 1). Maka kebutuhan air untuk Pasien Poliklinik (X2)
(X2) = Jumlah pasien Poliklinik x 8 liter
= 300 x 8
= 2.400 liter/hari 2,4 m3/hari
3.1.2. Kebutuhan Air Untuk Tamu
a. Keluarga Pasien (X3)
Jumlah keluarga yang menjaga/merawat pasien rawat inap diperhitungkan
1 orang setiap pasien dengan kebutuhan air 160 liter/hari (lampiran 1). Maka
kebutuhan air untuk keluarga pasien adalah :
(X3) = Kebutuhan air untuk keluarga pasien
= Jumlah. keluarga x 160 liter
= 400 x 160
b. Pegunjung (X4)
Jumlah pengunjung yang bertamu di Rumah Sakit rata-rata diperkirakan
sebanyak 700 orang setiap hari dengan kebutuhan air 8 liter/hari (lampiran 1).
Maka kebutuhan air untuk pengunjung (X4)
(X4) = Jumlah Pengunjung x 8 liter
=700 x 8
= 5.600 liter/hari
= 5,6 m3/hari
3.1.3. Kebutuhan Air Untuk Karyawan
a. Kebutuhan air untuk karyawan Bagian Administrasi dan Bagian Umum (X5)
Jumlah karyawan Administrasi dan Umum yang bekerja di Rumah Sakit
setiap hari rata-rata diperkirakan sebanyak 70 orang dengan kebutuhan air 100
liter/hari (lampiran 1). Maka kebutuhan air untuk Bagian Administrasi dan Umum
(X5) = Jumlah karyawan x 100 liter
= 70 x 100
= 7.000 liter/hari
= 7 m3/hari
b. Kebutuhan air untuk Dokter dan Perawat (X6)
Jumlah Dokter dan Perawat yang bekerja di Rumah Sakit setiap hari
rata-rata diperkirakan sebanyak 290 orang dengan kebutuhan air 120 liter/hari
(lampiran 1). Maka kebutuhan air untuk Dokter dan Perawat (X6)
(X6) = Jumlah Dokter dan Perawat x 120 liter
c. kebutuhan air untuk Laboratorium (X7)
Jumlah pegawai yang bekerja di Laboratorium Rumah Sakit setiap hari
rala-rata diperkirakan sebanyak 10 orang dengan kebutuhan air 150 liter/hari
(lampiran 1).
(X7) = Jumlah pasien Polikliknik x 150 liter
= 10 x 150
= 1.500 liter/hari = 1,5 m3/hari
3.1.4. Kebutuhan Air Untuk Dapur (X8)
Direncanakan yang makan setiap hari di restoran umum Rumah Sakit
rang. Sedangkan kebutuhan air dapur yang meliputi keperluan minum, masak
dan cuci rata-rata 15 liter/orang (lampiran.l). Maka kebutuhan air untuk
dapur adalah :
(X8) = Jumlah Pengunjung x 15 liter
= 700 x 15
= .500 liter/hari =10,5 nr/lmi
Berdasarkan perhitungan diatas maka diperoleh kebutuhan air untuk pasien, tamu,
karyawan dan dapur rumah sakit adalah :
QRS = X1 + X2 + X3 + X4 + X5 + X6 + X7 + X8
= 140 + 2,4 + 64 + 5,6 + 7 + 34,8 +1,5 + 10,5
3.2. Kapasitas Pompa
Berdasarkan perhitungan diatas maka diketahui kebutuhan air rata-rata
unluk rumah sakit yang direncanakan adalah 265,8 m3/hari. Dalam perencanaan
ini perlu dipcrhitungkan kebocoran-kebocoran pipa, kebutuhan penyiraman
tanaman, pemakaian di pusat penjernihan, cadangan pemadam kebakaran dan
menurut (Lit 2, hal 15) kapasitas pompa yang direncanakan adalah (1,1 sampai
1,2) kapasitas total, sehingga kapasitas pompa perharinya adalah:
Q = 265,8 x 1,2
= 318,98m3/hari = 320 m3/hari
Operasional kerja pompa direncanakan setiap harinya adalah 15 jam , yaitu :
• Start pada pukul : 08.00
• Stop pada pukul : 23.00
Maka kapasitas Pompa (direncanakan)
jam hari x jam jam x
hari Q
24 1 15
24 1
3202 =
= 21,3 = 22 m3/hari
3.3. Perhitungan Head Pompa
Head pompa adalah besarnya energi yang harus disediakan pompa untuk
mengatasi energi tekanan, kecepatan, ketinggian, gesekan dan kerugian pada
perlengkapan pipa. Untuk menentukan-besamya head yang harus disediakan oleh
pompa, rancangan harus berdasarkan kondisi instalasi. Kondisi instalasi dapat
Dalam hal ini pompa yang dirancang adalah pompa yang digunakan untuk
memindahkan air dari sumur dalam kepenyaringan.
Rumus untuk menentukan head pompa adalah menurut persamaan Bemaulli
berikut ini :
Hp g
Z
V
P
+ + +1 2 1 1
2
γ =
P
V
Z
H
Lg + +
+ 1 2 1 1 2 γ
Hp = + +
g
V
P
2 2 1 1 γ gV
V
2 2 1 2 2 +γ + (Z2 – Z1) + HL
Dimana : γ γ P g
V
P
+ = ∆2
2 1 1
= Perbedaan Head Tekanan
g
V
V
2 2 1 2 2 +γ = g
V
2 2
∆ = Perbedaan Head Kecepatan
Z2 – Z1 = Head Satis
Ht = Kerugian head sepanjang pipa
3.3.1. Kecepatan Aliran dan Diameter Pipa
Air yang masuk kedalam pompa lebih dahulu melalui saringan sumur yang
(0,10 -- 0,25 milimeter) dan minimal 1 milimeter untuk aquifer yang tersusun dari
pasir sedang (0,25 - 0,5 milimeter). Artinya untuk partikel-partikel yang
ukurannya lebih besar dari pasir tersebut tidak masuk ke pompa. Pada sisi isap/sisi
masuk air pompa/impeler, terdapat saringan dengan diameter lubang yaitu 5
milimeter daimana saringan ini berfungsi untuk menyaring partikel-partkel yang
lebih besar lagi apabila saringan pada sumur rusak (runtuh). Dengan diameter
yang sedemikian maka air masuk melewati sisi isap tidak terhambat.
Dalam merencanakan suatu instalasi perpipaan perlu diperhitungkan
diameter pipa hisap dan diameter pipa tekan yang sesuai, hal ini disebabkan bila
terjadi gesekan pada pipa akan menyebabkan kerugian pada head.
Kecepatan aliran dalam pipa telah dibatasi (Lit 2, hal 63) yaitu 1,5 sampai
3,0 m/s. Hal ini untuk menghindari terjadinya pengendapan akibat aliran yang
rendah (aliran laminar) atau pengikisan akibat aliran yang terlalu tinggi (aliran
turbulen), dalam hal ini kecepatan direncanakan 2 m/s. Diameter pipa dapat
dihitung dengan persamaan kontinuitas sebagai berikut :
Q = A . V
Dimana Q = Kapasitas Pompa = 22 m3/jam
= 0,00611 nrVs
A = Luas Penampang
Maka diameter pipa dapat dihitung : ) ).( ( . 4 2 V d Q=π
V Q d . . 4 2 π = . 45 , 2 00623 , 0 ) 2 ( 14 , 3 ) 00611 , 0 ( 4 in m x x
d = = =
Pemilihan pipa disesuaikan dengan ukuran pipa standart yang tersedia
dipasaran. Untuk itu direncanakan pipa standart dengan pipa yang digunakan yaitu
komersial steel schedul 40. Berdasarkan tabel standart pipa (lampiran 3)
diperoleh:
• Diameter nominal (Dn) = 2,5 in = 0,0635 m
• Diameter luar (D0) = 2,875 in = 0,0730 m
• Diameter dalam (D1) = 2,469 in = 0,0627 m
• Ketebalan pipa(t) = 0,203 in = 0,0051 m
Dengan menggunakan persamaan kontinuitas seperti cara sebelumnya
maka diperoleh kecepatan aliran dalam pipa yang sebenarnya. Yaitu :
2 1) .( . 4
D
Q V π = 2 ) 627 , 0 ( 14 , 3 ) 00611 , 0 ( . 4 x x V =3.3.2. Perbedaan Head Tekanan
Tekanan pada permukaan air sumur dalam adalah sebesar tekanan
atmosfir, karena permukaan air terbuka ke udara demikian juga tangki
penyaringan head akibat perbedaan tekanan adalah nol.
∆HP = 0
3.3.3. Perbedaan Head Kecepatan
Kecepatan aliran dalam pipa 1,979 m/s, sedangkan kecepatan isap dari
sumur bor sangat kecil dan dapat dianggap nol atau V1 = 0 karena secara kontiniu
air pada sumur bor terus menerus diisi oleh air dalam tanah, maka perbedaan head
kecepatan adalah :
g V
H
v 22 ∆ = ∆
g V
H
v 22 ∆ = ∆
( )
81 , 9 2
0 ) 979 , 1
( 2 2
x
H
v− =
∆
3.3.4. Head Statis
Head statis adalah perbedaan ketinggian permukaan air sumur dengan ketinggian
air maksimal pada tangki penyaringan seperti pada gambar 3.1. Tinggi Kenaikan
Air (TKA) adalah 30 meter artinya pada ketinggian ini muka air alamiah terjadi
apabila tidak ada pemompaan, sedangkan Tinggi Permukaan Air (TPA) atau yang
sering disebut tinggi muka air mengalir adalah permukaan air didalam sumur yang
tidak akan turan lagi (konstan) bila terjadi pemompaan adalah 41 meter. Dalam
perencanaan ini head statis dapat dilihat pada Gambar 3.1 yaitu :
H2 = 43 m
3.3.5. Kerugian Head Sepanjang Pipa Instalasi
Kerugian head sepanjang pipa ini terbagi atas kerugian akibat gesekan sepanjang
pipa (kerugian mayor) dan kerugian kelengkapan pipa (kerugian minor).
3.3.5.1. Kerugian Head Mayor (hf)
Besarnya kerugian head mayor menurut hukum Darcy - Weisbach :
g V L f
D
h
i f
2 . .
2
=
Dimana : f = Faktor gesekan
L = Panjangpipa = (4 + 43 + 14) = 61 m
Di = Diameter dalam pipa = 0,0627 m
Koefisien gesek (f) diperoleh bila diketahui kekasaran relatif (ε/Di) dan
bilangan Reynold (Re) =
v V.
D
1Dimana : v = Viskositas kinematik fluida (m/s) pada suhu (T) = 25 °C
= 0,897 xlO"6 m/s (Lampiran 4)
Sehingga : Re = 6
10 . 897 , 0 ) 0627 , 0 ( ) 979 , 1 ( − x
Re = 1,38 x 105
Jenis bahan pipa yang digunakan adalah Baja Komersial dengan harga kekasaran
0,046 mm = 0,000046 m (lampiran 5), sehingga kekasaran relatif pipa :
D
i ε = 0627 , 0 000046 , 0D
iε = 0,00073
Dari diagram moody (Lampiran 5) dengan memplot harga Re = 1,38 x 105 dan
D
iε = 0,00073 diperoleh harga f = 0,021 sehingga kerugian head mayor pada
pipa instalasi pompa (hf) adalah :
hf = 0,021 .
981 . 2 1979 . 0627 , 0 61 2
3.3.5.2. Kerugian Head Minor
Kerugian head minor dihitung dengan persamaan :
hm =
∑
g V k x n
2 ) (
2
Dimana : n = Jumlah kelengkapan pipa
K = Koefisien kerugian akibat kelengkapan pipa (Lampiran 4)
[image:47.595.112.504.327.474.2]Jenis kelengkapan pipa dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 3.2. Koefisien Kelengkapan
Jenis Kelengkapan Pipa Jumlah (n)
Harga k n x k
Saringan 1 1,2 1,2
Elbow 4 0,3 1,4
Check Valve 1 2 2
Gate Valve 1 0,15 0,15
Sambungan 8 0,04 0,32
Percabangan "T" 1 0,15 0,15
Total 5,245
Sehingga besar kerugian head minor adalah :
hm =
81 , 9 2
) 979 , 1 ( 245 , 5
2
x
hm = 1,047
Maka dari hasil perhitungan kerugian head mayor dan kerugian head minor pada
instalasi pompa, maka diperoleh head sepanjang instalasi pompa :
HL = hf + hm
HL = 4,078 + 1,047
Sesuai dengan perhitungan sebelumnya, maka head total pompa adalah :
Hptot = Hv + Hs + HL
Hptot = 0,199 + 43 + 5,125
Hptot = 48,324 m
Untuk head pompa rancangan maka ditambahkan head sebesar 10% -
25% (Lit 3, hal 52). Untuk mengetahui kemungkinan yang tidak diinginkan dalam
pengoperasian pompa seperti :
1. Perubahan besar koefisien gesek pipa akibat pertambahan umur pipa
2. Ketidak akuratan pembulatan perhitungan dan ketelitian pembacaan
grafik
3. Adanya penyumbatan pada sisi masuk pompa atau strainer. Dalam
rancangan ini dipilih 13 % sehingga head pompa yang direncanakan
adalah:
Hp = 1,13 x 48,324
3.4. Penentuan Daya Pompa
3.4.1. Alat Penggerak Pompa
Jenis penggerak mula yang umumnya digunakan sebagai penggerak
pompa adalah:
• Motor Listrik
• Motor Bakar
Pompa yang dirancang adalah pompa sumur dalam (submersible pump)
dimana dalam konstruksinya penggerak mula dan unit pompa merupakan suatu
kesatuan yang digantung didalam sumur sejauh 45 meter dari permukaan air
maksimum didalam reservoar yaitu berada di kedalaman air dalam sumur. Hal
utama yang diinginkan untuk kondisi diatas dari konstruksi pompa ini adaiah :
1. Pertimbangan keterbatasan ruang tempat pompa
2. Motor dan pompa tidak membutuhkan pemcliharaan yang rutinitas
3. Dapat bekerja secara efisien
Maka dari pertimbangan diatas sehingga dipilih penggerak mula "motor
listrik yang kcdap air", dimana keunggulan yang diperoleh dari motor listrik ini
adalah:
• Motor listrik dapat dikopel langsung dengan pompa sehingga
kerugian transmisi hampir tidak ada dan konstruksi menjadi
sederhana
• Putaran yang dihasilkan konstan
• Biaya perawatan rendah
Putaran motor listrik yang akan dipakai dapat dianalisa dari persamaan :
p f
n
m . 120 =Dimana:
nm = put aran motor listrik
f = frekwensi listrik = 50 Hz (untuk Indonesia)
p = jumlah kutub motor listrik = 2
Jumlah kutub ini yang menentukan putaran motor yang ada dipasaran. Putaran
[image:50.595.211.412.379.491.2]dipasaran dapat ditabelkan sebagai berikut:
Tabel. 3.3. Harga Putaran dan Jumlah Kutub
Jumlah Kutub Putaran (rpm)
2 4 6 8 10 12
3000 1500 1000 750 600 500
Sumber ; Pompa dan kompresor, sularso
Pada perencanaan ini dipilih jumlah kutub 2 buah untuk mendapatkan
putaran yang tertinggi yaitu 3000 rpm seperti dibuktikan dalam rumus :
pm x
nm 3000 2
50 120
Adapun alasan pemilihan putaran ini karena:
• Putaran motor tertinggi akan menghasilkan putaran pompa yang tinggi,
sehingga dapat menaikkan putaran spesifik pompa. Dengan putaran
spesifik yang tinggi dimensi impeler pompa akan semakin kecil
• Untuk motor listrik yang jumlah kutub lebih sedikit maka ukuran
motornya semakin kecil.
Motor yang digunakan adalah motor induksi dimana putaran motor yang
akan ditransmisikan ke pompa akan berkurang 1 % sampai 2 % karena adanya
faktor slip (Lit 2, hal 50), maka dalam perencanaan ini diambil 1 % sehingga
putaran motor adalah :
nm = 3000 - (3000 x 0,01)
nm = 2970 rpm
Pompa dikopel langsung dengan motor listrik sehingga putaran out put
motor listrik tersebut jadi putaran pompa (np) = 2970 rpm.
3.4.2. Penentuan Putaran Spesifik dan Type Impeler
Dalam menentukan type impeler dan jumlah tingkat yang digunakan pada pompa,
terlebih dahulu harus diketahui putaran spesifik (ns) pompa itu. Putaran spesifik
adalah putaran dimana pompa pada putaran tersebut akan menghasilkan head
sebesar 1 m dengan kapasitas 1 m3/s. Men unit literatur (Lit 1, hal 49), putaran
spesifik dapat ditentukan :
4 / 3
H Q
n
n
sρ
Dimana :
np = putaran pompa = 2970 rpm
Q = kapasitas pompa = 0,00611 m3/s
H = head pompa = 55 m
Sehingga :
ns = 3/4
55
00611 , 0 2970 64 , 51
ns = 637,58
Dari tabel jenis impeler, maka jenis impeler yang digunakan adalah type radial.
Harga kecepatan spesifik berpengaruh terhadap dimensi impeler. Dari harga diatas
kecepatan spesifiknya kecil sehingga mengakibatkan dimensi impeler yang besar
[image:52.595.175.390.462.544.2]dan tidak dapat dimasukkan kedalam sumur bor.
Tabel 3.4 Klasifikasi Jenis Impeler
No Jenis Impeler Putaran
1 2 3 4
Radial Francis
Mixed Axial
500-1500 1500-4500 4500 - 8000 8000 - 20000
Sumber;: Igor J, Krasik "Pump Hand Book"
Untuk mengatasi hal ini pompa yang digunakan adalah pompa jenis bertingkat
(multi stage). Untuk memperoleh ukuran impeler yang sesuai dengan ukuran
sumur, maka direncanakan putaran spesiflk sementara 1500, sehingga diperoleh
1500 =
4 / 3
85 , 96 2970
H
H3/4 = 19,48 ft
Hi = 3/419,48
Hi = 52,43 ft = 16,16 m
Sehingga jumlah pompa adalah :
i
H
H
i= ptingkat
i 3,4 4
16 , 16
55
= = =
Dengan jumlah tingkat = 4 tingkat, maka head pertingkat (Hi) menjadi :
Hi = Hp / i
Hi = 55/4 =13,75m = 44,58 ft
Maka putaran spesifik yang sebenarnya adalah :
nsi =
H
n
i p Q
4 / 3
nsi = 3/4
58 , 44
85 , 96 2970
nsi = 1694
Berdasarkan tabel Klasifikasi Jenis Impeler diatas, untuk nsi = 1694, maka impeler
3.4.3 Efisiensi Pompa
Dari segi prestasi, efisiensi pompa tergantung kapasitas, head, putaran
spesifik pompa. Efisiensi pompa dapat ditentukan dengan mempergunakan grafik
putaran spesifik vs kapasitas pompa
• kapasitas pompa = 0.00611 m3/s = 96,85 GPM
• putaran spesifik = 1694
Dari grafik dibawah maka efisiensi pompa untuk putaran spesifik 1694 dan
[image:54.595.93.530.338.651.2]kapasitas 96,85 GPM adalah sebesar (r|p) - 0,7 = 70 %
3.4.4. Daya Poros Pompa
Daya poros pompa merupakan daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan
impeler agar didapat hasil kerja berupa head dan kapasitas yang diinginkan.
Besarnya daya yang dibutuhkan :
Np =
η
γ
p p p
H
Q
. .... (Lit. 2, hal53)
Dimana :
γ = berat jenis air = 9,778 KN/m3
Qp = kapasitas pompa = 0,00611 m3/s
Hp = head pompa = 55m
ηp = 0,7
Sehingga:
Np =
7 , 0
55 00611 , 0 778 ,
9 x x
Np = 4,69 Kw
3.4.5. Daya Motor Penggerak
Besarnya daya motor penggerak dapat dihitung dengan persamaan
Nm = Np
N
t ) 1( +α
... Lit 2, hat 58
Dimana :
Np = daya pompa = 4,7 kW
α = faktor koreksi cadangan daya (0,1 •*- 0,2)
ηt = efisiensi transmisi = 1 (untuk yang dikopel langsung)
Sehingga daya motor penggerak adalah :
Nm =
1 ) 15 , 0 1 ( 7 , 4 +
3.5. Spesifikasi Pompa
Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan yang telah dilakukan
sebelumnya, maka spesifikasi pompa yang akan direncanakan adalah sebagai
berikut :
• Kapasitas Pompa (Qp) = 22 m3/jam
• Head Pompa (Hp) = 55 m
• Putaran Pompa (ηp) = 2970 rpm
• Jenis Pompa = Sentrifugal dengan multi tingkat
• Putaran Spesifik Pompa (ηs) = 1694
• Efisiensi Pompa (ηp) = 70%
• Type Impeler = Francis
• Daya Pompa (Np) = 4,7 kW
• Penggerak Pompa = Motor Listrik Kedap Air
• Putaran Motor/Frekwensi = 3000 rpm/50 Hz
BAB IV
UKURAN - UKURAN UTAMA POMPA
4.1. Poros Pompa
Poros merupakan elemen mesin yang berfungsi untuk mentransmisikan
daya dan putaran. Dalam hal ini fungsi poros adalah untuk memindahkan daya
dan putaran motor penggerak ke impeler pompa. Hal - hal yang perlu
diperhatikan dalam perencanaan poros adalah :
• Kekuatan poros untuk menahan beban puntir, beban lentur ataupun
gabungan keduanya
• Kekuatan poros untuk mengatasi getaran akibat lenturan serta defleksi
putaran yang kasar
• Putaran kritis, dimana apabila poros dalam keadaan putaran kritis, maka
poros akan mengalami getaran yang keras.
Dalam uraian diatas, maka perhitungan poros tergantung pada beban
puntir, faktor-faktor kondisi kerja, tegangan geser dan jenis material.
Daya yang ditransmisikan adalah daya motor listrik sebesar 5,4 kW pada
putaran 2970 rpm. Untuk dapat menahan beban tersebut direncanakan beban
poros adalah baja krom nikel molibden (JIS G 4103) SNCM 25 yang digunakan
sebagai material poros. Baja ini mempunyai kekuatan tarik (cr) sebesar 120
Dalam pemilihan bahan poros, yang perlu dipertimbangkan adalah tegangan
geser yang diizinkan (tg) yang dapat diterima oleh bahan tersebut. Tegangan izin
dari bahan poros adalah :
τg =
2 1xSf Sf
σ ... (Lit.6, hal 8)
Dimana :
τg = tegangan geser izin
Sfl = faktor keamanan bagi batas kelelahan puntir = 6 (untuk baja)
Sf2 = faktor keamanan terhadap alur pasak dan perubahan daimeter
poros (1,3 sampai 3,0) diambil 2,0
σ = Kekuatan tarik bahan = 120 kg/mm3
Maka diperoleh :
T =
2 6
/
120 3
x mm kg
= 10 kg/mm3
Momen puntir (T) yang bekerja pada poros dapat dihitung dengan persamaan :
T = 9,74.105
η
p sP
Dimana:
Ps = daya yang ditransmisikan poros, kW
= Np (daya pompa) x fc (faktor koreksi)
Faktor koreksi (fc) diperlukan untuk mengatasi kemungkinan terjadinya
daya yang besar pada saat start atau pada saat pembebanan maksimum yang terus
[image:60.595.153.438.213.333.2]menerus. Faktor koreksi yang diberikan poros dapat dilihat pada label berikut :
Tabel 4.1. Faktor koreksi daya
Daya yang ditransmisi Faktor koreksi (fc)
Daya rata - rata yangdiperlukan
Daya maksimum yang
diperlukan Daya nominal
1,2 : 2,0
0,8 : 1,2
1,0 :1,5
Sumber : Dasar Pcrcncanaan Elcmcn Mcsin, Sularso
Dari tabel diatas, dipilih harga fc sebesar 2,0
Sehingga diperoleh :
T = 9,74.105
η
p pN
fc.
... (Lit.6, hal 7)
T = 9,74.105
2970 4 , 5 . 2
T = 3541,82 kg.mm
Diameter poros yang mengalami beban puntir, dapat dihitung dengan
persamaan berikut :
Ds =
3 / 1
. . 1 , 5
KtCbT
G
Dimana :
Kt = Faktor koreksi terhadap pembebanan yang terjadi
= 1 ,0 sampai 1 ,5 (beban dikenakan secara halus) diambil 1 ,4
Cb = Faktor koreksi untuk beban lentur (1 ,2 sampai 2,3) diambil 2,2
T = Momen puntir yang terjadi pada poros = 3541 ,82 kg.mm
τg = Tegangan geser yang diizinkan 10 kg/mm2
Dari harga - harga diatas diperoleh :
Ds =
3 / 1 82 , 3541 . 2 , 2 . 4 , 1 . 10 1 , 5
Ds = 17,72 mm
Harga ini merupakan diameter nominal poros. Dari sumber standart poros dipilih
diameter poros adalah 1 8 mm.(lampiran 9)
Untuk menguji keamanan poros terhadap tegangan geser yang terjadi
dapat dihitung dari persamaan berikut :
τg = 3
. 16
Ds T
π
τg = 3
) 18 .( ) 82 , 3541 ).( 16 ( π
τg = 3,09 kg/mm2
Dari hasil perhitungan diatas, maka dapat dikatakan bahwa perencanaan
poros dengan diameter 18 mm aman dalam pengoperasian, karena tegangan geser
yang terjadi pada poros (tg = 3,09 kg/mm2) jauh lebih kecil dari tegangan geser
4.2. Diameter Impeler
Impeler berfungsi sebagai pengubah energi mekanis yang memberikan
kerja kepada fluida melalui sudu-sudunya, sehingga energi yang dikandung fluida
menjadi lebih besar. Dalam perencanaan, hal terpenting yang haras diperhatikan
adalah pemilihan bahan impeler yang sesuai menanggulangi kondisi kerja pompa.
Beberapa sifat yng harus dipenuhi oleh bahan impeler adalah kuat, tahan terhadap
keausan tahan terhadap korosi, memiliki bobot yang ringan dan ekonomis.
Berdasarkan kebutuhan jenis submersibel pump, yang mempunyai kelebihan yaitu
tidak memerlukan pemeliharaan rutin dan jenis fluida kerjanya adalah air yang
bersifat korosi maka bahan impeler yang dipilih adalah material Bronze.
Penetuan dimensi impeler tidak terlepas dari aliran yang terjadi diimpeler
tersebut. Analisa perhitungan impeler berhubungan erat dengan kecepatan aliran
pada impeler. Diagram aliran kecepatan aliran fluida dapata dilihat pada gambar
4.1. dibawah ini :
Keterangan gambar :
- U = Kecepatan tangensial impeler relatif terhadap tanah
- V = Kecepatan absolut fluida mclalui impeler relatif terhadap tanah
- W = Kecepatan fluida relatif terhadap impeler
- α = Sudut yang dibentuk oleh V dan U
- β = Sudut yang dibentuk oleh W dengan perpanjangan U
- Vr = Kompenen radial V
- Vu = Komponen tangensial V
[image:63.595.181.424.340.501.2]Sedangkan penampang impeler dapat dilihal pada gambar 4.2 dibawah ini :
Gambar 4.2. Penampang Impeler
Keterangan gambar :
Ds = Diameter poros impeler
Dh = Diameter hub impeler
D0 = Diameter mata impeler
D1 = Diameter sisi masuk impeler
D2 = Diameter sisi keluar impeler
B1 = Lebar sisi masuk impeler
4.3 Dimensi Impeler Sisi Masuk
4.3.1 Diameter Hubungan Impeler (Dh)
Diameter hubungan impeler berdasarkan literarur dihitung dengan
persamaan :
Dh = (l,2 ÷ l,4)Ds ... Lit 1. hal 93
Dimana : Ds = diameter poros = 18 mm Sehingga:
Dh = (l,2 + 1,4) 18
= (21,6÷ 25,2)
= 25 mm (Direncanakan)
4.3.2 Diameter Mata Impeler
Diameter mata impeler dapat dihitung berdasarkan hukum kontinuitas
dengan persamaan :
D0 =
2 / 1 2
0
. 4
+Dh Q
V
π ... (Lit. 8, hal 261)
Dimana:
Q = Kapasitas aliran melalui impeler, dibuat lebih besar (2% - 5%) dari
kapasitas pompa, untuk mengatasi kerugian arus balik yang
disebabkan fluida dari sisi tekan mengalir kembali masuk kebagian
sisi isap melalui celah impeler yang berada diatas sisi masuk.
= (1,02-1,05) xQp
= (0,00623 - 0,00641) m3/s
= 0,0064 m/s(ditetapkan)
V0 = Kecepatan fluida sebelum masuk impeler
Harga ini harus tertentu, karena apabila melewati batas yang ditentukan
akan menimbulkan kavitasi. Dari Gambar 4.3. untuk Q = 0,0064 m3/s dan putaran
2970 rpm, diperoleh V0 - 2,16 m/s.
Gambar 4.3 Harga Kecepatan Fluida Masuk Kemata Impeler
Sehingga :
D0 =
2 / 1 2
025 , 0 ( 16 , 2 .
0064 , 0 ( 4
+
π
D0 = 0,0663 m = 66,3 mm
Ditetapkan D0 = 67 mm
4.3.3. Diameter Sisi Masuk Impeler (D1)
Diameter sisi masuk impeler (D1) yang memiliki lengkung dapat dicari
dengan mengambil diameter rata-rata dari diameter mata impeler (D0) dan
D1 = 2 / 1 2 2 0
2
+D Dh
……… (Lit. 1, hal 94)
D1 =
2 / 1 2 2 2 ) 25 ( 67 +
D1 = 51 mm
4.3.4. Lebar Sisi Masuk (b1)
Lebar impeler pada sisi masuk dapat dihitung dengan persamaan :
b1 =
1 1 1. . .
'
ε π D Vr
Q
……… (Lit. 1, hal 94)
Di mana :
Q’ = kapasitas aliran melalui impeler = kapasitas pompa = 0,0064 m3/s
D1 = diameter sisi masuk impeler = 49 mm
Vr1 = kecepatan radial sisi masuk
= (1,1 : 1,3) V0 ……… (Lit. 5, hal 94)
= (1,1 : 1,3) 2,16
= (2,376 : 2,808) diambil 2,8 m/s
ε1 = faktor kontraksi sisi masuk akibat pengurangan laluan fluida oleh tebal sisi
sudut impeler (0,8 sampai 0,9) direncanakan 0,85 ….. lit. 1, hal. 94
Maka :
b1 =
85 , 0 . 8 , 2 . 051 , 0 . 0064 , 0 π
4.3.5. Kecepatan Absolut Aliran Masuk Impeler (V1)
Pada perencanaan pompa ini impeler yang digunakan adalah jenis radial
sehingga sudut α = 900 dan kecepatan aliran masuk absolut V1 = Vr1 = 2,8 m/s.
4.3.6. Kecepatan Tangensial Aliran Masuk Impeler (U1)
U1 =
60 . .D1np π
……… (Lit. 1, hal 108)
U1 =
60 2970 . 051 , 0 . π
U1 = 7,9 m/s
4.3.7. Sudut Tangensial Aliran Masuk Impeler (U1)
β1 = arc tan
1
U Vrl
……… (Lit. 1, hal 94)
β1 = arc tan
9 , 7 8 , 2
β1 = 19,50
4.3.8. Kecepatan Relatif Aliran Masuk Impeler (W1)
Dari segitiga kecepatan besarnya kecepatan sisi masuk impeler yaitu :
W1 =
1 sinβ
rl
V
W1 = 0
5 , 19 sin 8 , 2
Berdasarkan perhitungan di atas dapat digambarkan segitiga kecepatan
[image:68.595.153.479.152.220.2]pada sisi masuk impeler sebagai berikut :
Gambar 4.4. Segitiga Kecepatan Pada Sisi Masuk
4.4. Dimensi Impeler Sisi Keluar
4.4.1. Diameter Sisi Keluar Impeler (D2)
Diameter sisi keluar impeler diperoleh dari persamaan :
D2 =
p
n H g
. . . 2 60
π
Φ
……… (Lit. 1. hal. 109)
Di mana :
Φ = koefisien tinggi overall (0,9 sampai 1,15) direncanakan 1,1
H = head pertingkat
= Hp : jumlah tingkat
= 55 : 4 = 13,75 m
np = putaran pompa = 2970 rpm
maka :
D2 =
p
2970 ..
75 , 13 . 81 , 9 . 2 1 , 1 . 60
π
4.4.2. Lebar Impeler Sisi Keluar (b2)
Lebar impeler pada sisi keluar dapat dihitung dengan persamaan :
b2 =
2 2. . .
' ε π DpVr
Q
……… (Lit. 1. hal. 98)
di mana :
Q’ = kapasitas aliran melalui impeler = kapasitas pompa = 0,0064 m3/s
D2 = diameter sisi keluar impeler = 116 mm ≈ 0,116 m
Vr2 = kecepatan radial sisi keluar
= (0,85 : 1,0) Vrl
= (0,85 : 1,0) 2,8
= (2,38 : 2,8) diambil 2,6
ε2 = faktor kontraksi untuk mengimbangi pengurangan luas
ε2 = (0,9 sampai 0,95) direncanakan 0,9
b2 =
9 , 0 . 6 , 2 . 116 , 0 .
0064 , 0
π
b2 = 0,0075 m ≈ 7,5 mm
4.4.3. Kecepatan Radial Keluar Impeler (Vr2)
Dari perhitungan sebelumnya kecepatan radial pada sisi keluar impeler
(Vr2) adalah : 2,6 m/s
4.4.4. Kecapatan Tangensial Aliran Keluar Impeler (U2)
U2 =
60 . .D2 np π
U2 = 60 2970 . 116 , 0 . π
U2 = 18 m/s
4.4.5. Sudut Tangensial Aliran Keluar Impeler (β2)
Untuk menjaga head pompa yang dihasilkan sesuai dengan yang
dibutuhkan, maka besar sudut tangensial harus didasarkan pada head virtual,
(Hvir). Head virtual merupakan head semu yang dihasilkan pompa dengan
asumsi-asumsi ideal. Besarnya head virtual adalah :
Hvir =
− = − 2 2 2 2 2 2 2 2 2 tan tan . 1 β β Vr U g U Vr U U
g …… (Lit. 1, hal 96)
Ada tiga kemungkinan bentuk sudu berdasarkan sudut tangensial yaitu :
- Sudut sudu tangensial < 900
Bentuk sudu bengkok ke belakang sehingga diperoleh head kecepatan yang
kecil. Head kecepatan sangat sulit dikonversikan menjadi head tekanan secara
efisien.
- Sudut sudu tangensial = 900
Bentuk sudu tegak lurus sehingga tinggi tekan harus konstan untuk semua
kapasitas. Hal ini dapat tercapai dengan putaran yang bervariasi
- Sudut sudu > 900
Bentuk sudu bengkok ke depan, diperoleh head kecepatan yng besar. Head
kecepatan yang besar menimbulkan gaya gesek yang besar dan membutuhkan
Berdasarkan pertimbangan di atas bentuk sudu direncanakan bengkok ke
belakang (sudut tangensial < 900)
Hubungan head virtual dengan head aktual pompa adalah :
H = k
g Vu
U2. 2
= k . Hvir ……….. (lit. 1 hal. 96)
Di mana :
k = merupakan konstanta untuk memperhitungkan aliran sirkulasi dan
efisiensi hidrolik yang meliputi rugi-rugi gesekan dn turbulensi. Harga
k bervariasi antar 0,6 sampai 0,7.
Dalam perencanaan ini harga k dipilih 0,6 sehingga head virtual menjadi :
H =
