KARYA AKHIR
PERHITUNGAN KEHILANGAN ENERGI DALAM PERPIPAAN PADA DISTRIBUSI AIR PENDINGIN DI PABRIK MINI PTKI-MEDAN
Karya Akhir ini diajukan untuk Melengkapi Salah Satu Persyaratan untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Terapan
OLEH HERLINA NIM : 075203004
PROGRAM DIPLOMA IV
TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
PERHITUNGAN KEHILANGAN ENERGI DALAM PERPIPAAN PADA DISTRIBUSI AIR PENDINGIN DI PABRIK MINI PTKI-MEDAN
Oleh : Nip. 19540531 198601 1 002
Diketahui Oleh :
KETUA PROGRAM DIPLOMA IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK
Fakultas Teknik USU
Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si. Nip. 19540531 198601 1 002
ABSTRAK
Pembahasan mengenai kondisi kehilangan energi dan lokasi pompa dapat
menghasilkan penghematan daya yang berharga dalam periode yang lama.
Pemilihan ukuran pipa yang baik, yang didasarkan pada beban yang dapat ditaksir
atau beban masa mendatang yang dihitung, adalah contoh lain tentang bagaimana
perencanaan pendesainan dapat dilaksanakan untuk mengimbanginya dalam
bentuk keekonomian operasi.
Untuk mengetahui besarnya kerugian energi maka perlu diketahui ukuran
– ukuran perpipaan yang nantinya disesuaikan dengan koefisien – koefisiennya,
sebab kerugian energi tidak terlepas dari koefisien – kosfisien kerugian.
Jumlah dari kerugian – kerugian energi yang dihitung berdasarkan instalai
perpipaan akan diperoleh kerugian energi total dari jalur perpipaan tersebut.
Untuk menghindari kerugian energi yang besar maka pemasangan suatu
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis sampaikan kepada Allah SWT, karena atas berkah
dan rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya akhir ini dengan
baik.
Karya Akhir ini dibuat sebagai syarat kelulusan program Diploma IV
Teknologi Instrumentasi Pabrik di Universitas Sumatera Utara.
Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyusun Karya Akhir ini
dengan judul :
“PERHITUNGAN KEHILANGAN ENERGI DALAM PERPIPAAN PADA DISTRIBUSI AIR PENDINGIN DI PABRIK MINI PTKI-MEDAN”
Dengan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan
rasa terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bimbingan kepada
penulis sehingga penulis bisa menyelesaikan Karya Akhir ini, khususnya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME, selaku Dekan Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Ketua Program Studi
Teknologi Instrumentasi Pabrik.
3. Bapak Rahmat Fauzi ST.MT, selaku Sekretaris Program Studi
Teknologi Instrumentasi Pabrik.
4. Bapak Drs. Hasdari Helmi, MT, selaku Kordinator Program Studi
5. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Dosen Pambimbing
penulis yang telah banyak memberikan bimbingan dalam penulisan
Karya Akhir ini.
6. Bapak Ir. Satria Ginting, selaku Dosen Wali.
7. Yang tercinta kedua orang tua saya, Ayahanda tercinta Darmawi Nur
(Alm) dan Ibunda tercinta Herawati serta kakak dan abang saya
tercinta Darmawati Purnama Sari, Hermansyah, dan Hermawita.
Terimakasih yang tak terhingga atas segala doa, materi dan dukungan
yang telah diberikan kepada penulis.
8. Buat temen-teman seperjuangan Mhd. Syah Putra Lubis, Aan Yunita,
Rahma Sapitri, Rani Herawati, Mhd. Fadhli, Benari H. Manurung,
Andi Nova Suheri Gultom, Cipta Pratama, Rudiansyah Putra, Junid
Sembiring, Jendrianta Simanjorang, Rahmat Azizi, Ilham, Indra Bakti,
yang telah memberikan dukungan kepada penulis sehingga karya akhir
ini selesai dengan baik.
Penulis menyadari bahwa karya akhir ini masih jauh dari kesempurnaan,
oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun
demi kesempurnaan karya akhir ini. Besar harapan penulis karya akhir ini dapat
bermanfaat bagi pembaca terutama bagi penulis.
Medan, Januari 2012
Penulis
HERLINA
DAFTAR ISI
Daftar Gambar ... vii
Daftar Rumus ... ix
BAB I Pendahuluan I.1. Latar Belakang ... 1
BAB II Landasan Teori II.1. Pengertian Pompa ... 7
II.2. Klasifikasi Pompa ... 8
II.3. Pompa Perpindahan Positif ... 8
II.3.1. Pompa Rotari ... 9
II.3.2. Pompa Torak ... 12
II.4.1. Pompa Sentrifugal ... 14
II.5. Hukum Kesebangunan ... 19
II.6. Kecepatan Spesifik ... 20
II.7. Head Pompa ... 20
II.7.1. Head Total Pompa ... 21
II.8. Kerugian Energi (J/kg) ... 22
II.8.1. Head Kerugian Gesek Dalam Pipa ... 23
II.8.2. Kerugian Head Dalam Jalur Pipa ... 24
BAB III Sistem Perpipaan III.1. Teori Dasar ... 25
III.2. Valve/Katup ... 25
III.2.1. Globe Valve ... 26
III.2.2. Gate Valve ... 27
III.2.3. Ball Valve ... 28
III.2.4. Butterfly Valve ... 29
III.2.5. Control Valve ... 29
III.2.6. Non Return Valve/Check Valve ... 30
III.3. Strainer ... 31
III.4. Elbow ... 31
III.5. Percabangan (Tee) ... 32
III.6. Entrance dan Exit ... 33
III.7. Pembesaran (Ekspansion) ... 34
BAB IV Proses Perhitungan Kehilangan Energi
IV.1. Spesifikasi Pompa Sentrifugal ... 36
IV.2. Proses Perhitungan ... 38
BAB V Kesimpulan dan Saran V.1. Kesimpulan ... 52
V.2. Saran ... 52
Daftar Pustaka ... 53
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Pompa Sentrifugal ... 4
Gambar 2.1 Kelas dan Jenis Pompa... 8
Gambar 2.2 Pompa Rotari Roda Gigi Luar ... 10
Gambar 2.3 Pompa Ritari Gigi Dalam ... 10
Gambar 2.4 Pompa Cuping ... 11
Gambar 2.5 Pompa Sekrup ... 11
Gambar 2.6 Pompa Baling ... 12
Gambar 2.7 Bagian-bagian Pompa Sentrifugal ... 15
Gambar 2.8 Pompa Sentrifugal Aliran Radial ... 16
Gambar 2.9 Pompa Sentrifugal Aliran Campuran ... 16
Gambar 2.10 Pompa Aliran Aksial ... 17
Gambar 2.11 Rumah Keong ... 18
Gambar 2.12 Pompa Difuser ... 19
Gambar 3.1 Globe Valve... 28
Gambar 3.2 Gate Valve ... 28
Gambar 3.3 Ball Valve... 29
Gambar 3.4 Butterfly Valve ... 30
Gambar 3.5 Lift Check Valve ... 31
Gambar 3.6 Swing Check Valve ... 31
Gambar 3.8 Elbow 900 ... 32
Gambar 3.9 Flanged Elbow 900 ... 33
Gambar 3.10 Threaded Elbow 900 ... 33
Gambar 3.11 Threaded Tee ... 34
Gambar 3.12 Flanged Tee ... 34
Gambar 3.13 Macam-macam Entrance ... 34
Gambar 3.14 Macam-macam Exit ... 35
Gambar 3.15 Sudden Ekspansion ... 35
Gambar 3.16 Gradual Ekspansion ... 35
Gambar 3.17 Sudden Contraction... 36
DAFTAR RUMUS
Halaman
Rumus 2.1 Hukum Kesebangunan ... 20
Rumus 2.2 Kecepatan Spesifik ... 21
Rumus 2.3 Head Total Pompa ... 22
Rumus 2.4 Hubungan Tekanan dan Head Tekanan ... 22
Rumus 2.5 Tekanan ... 22
Rumus 2.6 Kerugian Energi ... 23
Rumus 2.7 Head Kerugian Gesek Dalam Pipa ... 23
Rumus 2.8 Bilangan Reynolds ... 24
ABSTRAK
Pembahasan mengenai kondisi kehilangan energi dan lokasi pompa dapat
menghasilkan penghematan daya yang berharga dalam periode yang lama.
Pemilihan ukuran pipa yang baik, yang didasarkan pada beban yang dapat ditaksir
atau beban masa mendatang yang dihitung, adalah contoh lain tentang bagaimana
perencanaan pendesainan dapat dilaksanakan untuk mengimbanginya dalam
bentuk keekonomian operasi.
Untuk mengetahui besarnya kerugian energi maka perlu diketahui ukuran
– ukuran perpipaan yang nantinya disesuaikan dengan koefisien – koefisiennya,
sebab kerugian energi tidak terlepas dari koefisien – kosfisien kerugian.
Jumlah dari kerugian – kerugian energi yang dihitung berdasarkan instalai
perpipaan akan diperoleh kerugian energi total dari jalur perpipaan tersebut.
Untuk menghindari kerugian energi yang besar maka pemasangan suatu
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Hal yang sering dilupakan pada saat melakukan perancangan sistem
adalah konsep penting ekonomi desain yang bermula dari proyek dan
berkelanjutan selama pemakaiannya.
Pembahasan mengenai kondisi kehilangan energi (Head Loss) dan lokasi
pompa dapat menghasilkan penghematan daya yang berharga dalam periode yang
lama tanpa memperbesar harga awal proyek tesebut.
Pemilihan ukuran pipa yang baik, berdasarkan pada beban yang ditaksir
atau beban masa mendatang yang dihitung, contoh lain tentang bagaimana
perencanaan pendesainan dapat dilaksanakan untuk mengimbanginya dalam
bentuk keekonomian operasi.
Pada suatu indistri, kehilangan energi memegang peranan yang penting
didalam proses produksi. Hampir seluruh industri – industri tidak lepas dari suatu
instalasi perpipaan yang didalamnya terdapat kerugian – kerugian head yang
mempengaruhi proses produksi.
Maka dapat disimpulkan menghitung besarnya kerugian sangat diperlukan
untuk penghematan energi dan selanjutnya perbaikan instalasi apabila terjadi
kesalahan.
Dari uraian diatas dapat diketahui bahwa menghitung kerugian energi
Perhitungan kerugian energi memegang peranan penting dalam proses
produksi, maka penulis tertarik untuk mempelajari dan membahas mengenai
perhitungan kehilangan energi yang terjadi pada LaboratoriumPabrik Mini PTKI
Medan dengan judul karya akhir :
“PERHITUNGAN KEHILANGAN ENERGI DALAM PERPIPAAN PADA DISTRIBUSI AIR PENDINGIN DI PABRIK MINI PTKI MEDAN”
1.2Tujuan dan Manfaat Penulisan
Tujuan dan manfaat penulisan karya akhir ini adalah :
a. Untuk mengetahui besarnya kerugian energi yang dihitung menurut
inslatasi dan konstruksi perpipaan dilapangan.
b. Perhitungan kerugian energi akan menjadi bahan pertimbangan apakah
ada atau tidaknya perubahan inslatasi perpipaan dilapangan.
c. Perhitungan kehilangan energi dapat memudahkan untuk memberikan
perlakuan yang tepat terhadap instalasi tersebut.
1.3Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang dibahas dalam karya akhir ini adalah
sebagai berikut :
a. Berapakah kerugian energi berdasarkan instalasinya dan konstruksinya
dilapangan.
b. Bagaimanakah pengaruh kerugian pada instalasi perpipaan yang
1.4Batasan Masalah
Untuk mendapatkan hasil yang maksimal, maka penulis perlu membatasi
masalah yang akan dibahas, adapun batasan masalah dalam karya akhir ini adalah:
a. Mempelajari besarnya kerugian energi berdasarkan instalasinya dan
brdasarkan konstruksinya.
b. Mengetahui pengaruh – pengaruh kerugian energi pada instalasi
perpipaan.
1.5Tinjauan Pustaka
Pompa adalah peralatan mekanis berfungsi untuk mengalirkan cairan
melalui suatu tempat yang lebih rendah ketempat yang lebih tinggi atau dari
tekanan rendah ke tekanan tinggi.
Pompa di bagi beberapa jenis yaitu pompa tekanan statis dan pompa
tekanan dinamis. Pompa tekanan statis yaitu proses pengubahan bentuk energi
mekanik menjadi energi hidrolik pada fluida kerja dengan perantara tekanan statis
dari fluida kerja pompa itu sendiri. Jenis pompa tekanan statis yaitu pompa torak
dan pompa putar.
Pompa torak adalah sebuah pompa dimana energi mekanis penggerak
pompa dirubah menjadi energi aliran fluida yang dipindahkan dengan
menggunakan elemen yang bergerak bolak balik di dalam sebuah silinder. pompa
torak banyak digunakan di kalangan industri, terutama industri kendaraan
bermotor, di mana pompa torak tersebut digunakan sebagai tempat pembakaran
Pompa putar adalah pompa yang mentransfer energi dari penggerak ke
cairan menggunakan elemen yang bergerak berputar didalam rumah (casing).
Fluida ditarik dari reservoir melalui sisi isap dan didorong melalui rumah pompa
yang tertutup menuju sisi buang pada tekanan yang tinggi. Berapa tekanan fluida
yang akan keluar pompa tergantung pada tekanan atau tahanan aliran sistem.
Sedangkan debit yang dihasilkan tergantung pada kecepatan putar dari elemen
yang berputar. Elemen yang berputar ini biasanya disebut sebagai rotor.
Pompa tekanan dinamis terdiri dari poros, sudu-sudu, impeller, rumah
volute dan nozel keluar. Energi mekanis dari luar diberikan kepada poros pompa
untuk memutar impeller, maka fluida yang ada di dalam impeller oleh dorongan
sudut-sudut akan terlempar keluar melalui pipa tekan akibat adanya gaya
sentrifugal. Akibat putaran dari impeler menyebabkan head dari fluida menjadi
lebih tinggi karena mengalami percepatan. Jenis pompa tekanan dinamis yaitu
pompa aliran radial, pompa aliran aksial, pompa aliran campuran.
Pompa sentrifugal mempunyai impeller (baling – baling) untuk
mengangkat zat cair dari tempat yang lebih rendah ke tampat yang lebih tinggi.
1.1Gambar Pompa Sentrifugal
Daya dari luar diberikan kepada poros pompa untuk memutarkan impeller di
dalam zat cair. Maka zat cair yang ada di dalam impeller, oleh dorongan sudu –
Karena timbul gaya sentrifugal maka zat cair mengalir ditengah impeller ke
luar melalui saluran diantara sudu – sudu. Jadi impeller pompa berfungsi
memberikan kerja kepada zat cair sehingga energi kandungannya menjadi
bertambah besar. Pompa sentrifugal dapat mengubah energi mekanik dalam
bentuk kerja poros menajdi energi fluida. Energi inilah yang mengakibatkan
pertambahan head tekanan, head kecepatan, dan head potensial pada zat cair yang
mengalir secara kontiniu.
1.6Metode Penulisan
Metode penulisan yang dipergunakan dalam penulisan karya akhir ini
adalah sebagai berikut :
a. Mengambil bahan – bahan dari buku referensi, jurnal, artikel yang ada
di internet yang berhubungan dengan makalah ini.
b. Melakukan pengamatan langsung dan mengambil data di Pabrik Mini
PTKI Medan.
1.7Sistematika Penulisan
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan tentang latar belakang, rumusan
masalah, tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah,
tinjauan pustaka, metode penulisan dan sistematika
penulisan
Bab ini menjelaskan mengenai teori – teori dasar yang
diperlukan dalam karya akhir diantaranya menjelaskan
tentang pengertian pompa, klasifikasi pompa, dan bagian –
bagian yang termasuk didalam perhitungan kehilangan
energi
BAB III : SISTEM PERPIPAAN
Membahas mengenai sistem perpipaan
BAB IV : PROSES PERHITUNGAN KEHILANGAN ENERGI
Bab ini menguraikan tentang proses perhitungan
kehilangan energi (Head Loss).
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran dari
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Pompa
Pompa adalah peralatan mekanis yang digunakan untuk menaikkan cairan
dari dataran rendah ke dataran tinggi atau untuk mengalirkan cairan dari daerah
bertekanan rendah ke daerah yang bertekanan tinggi dan juga sebagai penguat laju
aliran pada suatu sistem jaringan perpipaan.
Pada prinsipnya, pompa mengubah energi mekanik motor menjadi energi
aliran fluida. Energi yang diterima oleh fluida akan digunakan untuk menaikkan
tekanan dan mengatasi tahanan – tahanan yang terdapat pada saluran yang dilalui.
Pompa juga dapat digunakan pada proses – proses yang membutuhkan
tekanan hidraulik yang besar. hal ini bisa dijumpai antara lain pada peralatan –
peralatan berat. Dalam operasi, mesin – mesin peralatan berat membutuhkan
tekanan discharge yang besar dan tekanan isap yang rendah. Akibat tekanan yang
rendah pada sisi isap pompa maka fluida akan naik dari kedalaman tertentu,
sedangkan akibat tekanan yang tinggi pada sisi discharge akan memaksa fluida
Gambar 2-1 Kelas dan Jenis Pompa
2.2 Klasifikasi Pompa
Pompa dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu :
1. Pompa perpindahan positif (positive displacement pump)
2. Pompa dinamik (dynamic pump)
2.3 Pompa Perpindahan Positif
Disebut juga dengan pompa aksi positif. Energi mekanik dari putaran
poros pompa dirubah menjadi energi tekanan untuk memompakan fluida. Pada
pompa jenis ini dihasilkan head yang tinggi tetapi kapasitas yang dihasilkan
2.3.1 Pompa Rotari
Pompa rotari terdiri dari rumah pompa yang diam yang mempunyai roda
gigi, baling – baling, piston, kam (cam), segmen, sekrup, dan lain – lain, yang
beroperasi dalam ruang bebas yang sempit. Sebagai ganti pelewatan cairan pada
pompa sentrifugal, pompa rotari akan memerangkap cairan, mendorongnya
melalui rumah pompa yang tertutup, hampir sama dengan piston pompa torak.
Akan tetapi, tidak seperti pompa piston, pompa rotari mengeluarkan cairan
dengan aliran yang lancar (smooth).
Jenis Pompa Rotari
a. Pompa Rotari Roda Gigi Luar
Pompa ini merupakan jenis pompa rotari 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 ditekan keluar apabila geriginya bersatu lagi. Roda gigi ini dapat
berupa gigi heliks-tunggal, heliks-ganda atau gigi lurus. Beberapa desain
mempunyai lubang fluida yang radial pada roda gigi bebas dari bagian atas
dan akar gerigi sampai ke lubang dalam roda gigi. Ini akan memungkinkan
cairan melakukan jalan pintas dari satu gigi ke gigi lainnya, yaitu
menghindarkan terjadinya tekanan berlebihan yang akan membebani
Gambar 2-2 Pompa Rotari Roda Gigi Luar
a. Pompa Roda Gigi Dalam
Jenis ini mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam yang
berpasangan denga roda gigi luar yang bebas (idler). Sebuah sekat
berbentuk bulan sabit dapat digunakan untuk mencegah cairan kembali ke
sisi hisap pompa.
Gambar 2-3 Pompa Rotari Gigi Dalam
b. Pompa Cuping
Pompa cuping ini mirip dengan pompa jenis roda gigi dalam hal aksinya
dan mempunyai dua rotor atau lebih dengan dua, tiga, empat cuping atau
lebih pada masing – masing rotor. Putaran rotor tadi diserempakkan oleh
lebih sedikit tetapi dalam jumlah yang lebih besar dari yang dialirkan oleh
pompa roda gigi, maka aliran dari pompa jenis cuping ini tidak akan
sekonstan aliran pompa roda gigi. Tersedia juga gabungan pompa – pompa
roda gigi dan cuping.
Gambar 2-4 Pompa Cuping
c. Pompa Sekrup
Pompa sekrup ini mempunyai satu, dua, 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). Rotor terdiri dari logam sedangkan heliks terbuat
dari karet keras atau lunak, tergantung pada cairan yang di pompakan.
d. Pompa Baling
Pompa baling berayun mempunyai sederetan baling berayun yang akan
keluar bila rotor berputar, menjebak cairan dan memaksanya ke luar pipa
buang pompa. Pompa baling geser menggunakan baling – baling yang
dipertahankan tetap menekan lubang rumah pompa oleh gaya sentrifugal
bila rotor diputar. Cairan yang terjebak diantara dua baling dibawa
berputar dan dipaksa keluar dari sisi buang pompa.
Gambar 2-6 Pompa Baling
2.3.2 Pompa Torak
Pompa torak mengeluarkan cairan dalam jumlah yang terbatas selama
pergerakan piston atau plunyer sepanjang langkahnya. Tidak seluruh cairan dapat
mencapai pipa buang disebabkan oleh kebocoran atau peralatan pembuang (by
pass) dapat saja mencegah hal ini. Volume cairan yang dipindahkan selama satu
langkah piston atau plunyer akan sama dengan perkalian luas piston dengan
Jenis Pompa Torak
a. Pompa Aksi Langsung
Pada pompa jenis ini, sebuah batang piston (piston rod) bersama
menghubungkan piston untuk uap dengan piston unutk cairan. Pompa aksi
langsung dibuat dengan sistem simpleks (masing – masing satu piston uap
dan satu pistnon cairan) dan dupleks (dua piston uap dan dua piston
cairan). Pompa aksi langsung sistem simpleks dan dupleks yang mendatar
atau vertikal telah peroperasi dengan sangat memuaskan pada banyak
keperluan, termasuk untuk keperluan pengisian ketel bertekanan rendah.
b. Pompa Tenaga
Pompa tenaga ini mempunyai poros engkol yang digerakkan dari sumber
penggerak luar, umumnya motor listrik, sabuk mesin atau rantai. Roda –
roda gigi sering dipakai antara penggerak dan poros engkol untuk
mengurangi kecepatan keluaran penggerak. Bila digerakkan pada
kecepatan konstan, pompa tenaga mengalirkan kapasitas yang hampir
konstan dan mempunyai efisiensi yang bagus. Pompa tenaga baik dipakai
khususnya untuk keperluan tekanan tinggi dan dipakai untuk pengisian air
ketel, pemompaan jaringan pipa.
2.4 Pompa Dinamik
Pompa dinamik terdiri dari satu impeler atau lebih yang dilengkapi dengan
sudu-sudu, yang dipasangkan pada poros-poros yang berputar dan menerima
(casing). Fluida berenergi memasuki impeler secara aksial, kemudian fluida
meninggalkan impeler pada kecepatan yang relatif tinggi dan dikumpulkan
didalam volute atau suatu seri laluan diffuser, setelah fluida dikumpulkan di dalam
volute atau diffuser terjadi perubahan dari head kecepatan menjadi head tekanan,
yang diikuti dengan penurunan kecepatan. Sesudah proses konversi ini selesai
kemudian fluida keluar dari pompa melalui katup discharge.
2.4.1 Pompa Sentrifugal
Kerja Pompa Sentrifugal
Pompa ini digerakkan oleh motor. Daya dari motor diberikan pada poros
pompa untuk memutar impeler yang dipasangkan pada poros tersebut. Akibat dari
putaran impeler yang menimbulkan gaya sentrifugal, maka zat cair akan mengalir
dari tengah impeler keluar lewat saluran di antara sudu-sudu dan meninggalkan
impeler dengan kecepatan yang tinggi.
Zat cair yang keluar dari impeler dengan kecepatan tinggi kemudian
melalui saluran yang penampangnya semakin membesar yang disebut volute,
sehingga akan terjadi perubahan dari head kecepatan menjadi head tekanan. Jadi
zat cair yang keluar dari flens keluar pompa head totalnya bertambah besar.
Sedangkan proses pengisapan terjadi karena setelah zat cair dilemparkan oleh
impeller, ruang diantara sudu-sudu menjadi vakum, sehingga zat cair akan terisap
masuk.
Selisih energi persatuan berat atau head total dari zat cair pada flens keluar
dan flens masuk disebut sebagai head total pompa. Sehingga dapat dikatakan
energi aliran fluida. Energi inilah yang mengakibatkan pertambahan head
kecepatan, head tekanan dan head potensial secara kontinu. Sekarang ini
pemakaian pompa sentrifugal sangat banyak digunakan dan telah berkembang
sedemikian maju sehingga banyak menggantikan pemakaian pompa-pompa lain.
Gambar 2-7 Bagian – bagian Pompa Sentrifugal
Klasifikasi Pompa Sentrifugal
Pompa sentrifugal dapat diklasifikasikan menurut beberapa cara yaitu :
a. Menurut Jenis Aliran Dalam Impeler
1. Pompa Aliran Radial
Pompa ini mempunyai konstruksi sedemikian sehingga aliran zat cair yang
keluar dari impeler akan tegak lurus poros pompa (arah radial).
Gambar 2-8 Pompa Sentrifugal Aliran Radial
Aliran zat cair didalam pompa waktu meninggalkan impeler akan
bergerak sepanjang permukaan kerucut (miring) sehingga komponen
kecepatannya berarah radial dan aksial
Gambar 2-9 Pompa Sentrifugal Aliran Campur
3. Pompa Aliran Aksial
Aliran zat cair yang meninggalkan impeler akan bergerak sepanjang
permukaan silinder ( arah aksial).
Gambar 2-10 Pompa Aliran Aksial
1. Impeler Tertutup
Sudu – sudu (kipas) ditutup oleh dua buah dinding yang merupakan satu
kesatuan, digunakan untuk pemompaan zat cair yang bersih atau sedikit
mengandung kotoran.
2. Impeler Setengah Terbuka
Impeler jenis ini terbuka disebelah sisi masuk (depan) dan tertutup
disebelah belakangnya. Sesuai untuk memompa zat cair yang sedikit
mengandung kotoran misalnya, air yang mengandung pasir.
3. Impeler Terbuka
Impeler jenis ini tidak ada dindingnya di depan maupun dibelakang.
Bagian belakang ada sedikit dinding yang disisakan untuk memperkuat
sudu. Jenis ini banyak digunakan untuk pemompaan zat cair yang banyak
mengandung kotoran.
c. Menurut Bentuk Rumah
1. Pompa Bentuk Rumah Keong/Volute
Pada jenis pompa ini, impeller membuang cairan kedalam rumah spiral
secara berangsur – angsur berkembang. Ini dibuat sedemikian rupa untuk
mengurangi kecepatan cairan dapat diubah menjadi tekanan statis. Rumah
keong pompa ganda, menghasilkan kesimetrisan yang hampir radial pada
pompa bertekanan tinggi dan pada pompa yang dirancang untuk operasi
Gambar 2-11 Rumah Keong/Volute
2. Pompa Difuser
Baling – baling pengarah yang tetap mengelilingi runner atau impeller
pada pompa jenis difuser. Laluan – laluan yang berangsur – angsur
mengembang ini akan mengubah arah aliran cairan dan
mengkonversikannya menjadi tinggi tekanan.
Gambar 2-12 Pompa Difuser
3. Pompa Jenis Turbin
Pompa jenis turbin dikenal juga dengan pompa vorteks, cairan pada pompa
ini dipusar oleh baling – baling impeller dengan kecepatan yang tinggi
selama hampir dalam satu putaran di dalam saluran yang berbentuk cincin,
tempat impeller tadi berputar.
1. Pompa Satu Tingkat
Pompa ini hanya mempunyai satu impeler. Head total yang ditimbulkan
hanya berasal dari satu impeler, jadi relatif rendah.
2. Pompa Bertingat Banyak
Pompa ini menggunakan beberapa impeler yang dipasang secara berderet
(seri) pada satu poros. Zat cair yang keluar dari impeler pertama
dimasukkan kedalam impeler berikutnya dan seterusnya hingga impeler
terakhir. Head total pompa ini merupakan jumlah dari head yang
ditimbulkan oleh masing – masing impeler sehingga relatif tinggi.
2.5 Hukum Kesebangunan
Jika dua buah pompa sentrifugal yang geometris sebangun satu dengan
yang lain maka untuk kondisi aliran yang sebangun berlaku hubungan sebagai
berikut :
Rumus 2.1 Hukum Kesebangunan
Dimana, D = diameter impeler (m)
Q = kapasitas aliran (m3/s)
P = daya poros pompa (kW)
N = putaran pompa (rpm)
Hubungan diatas dinamakan Hukum Kesebangunan Pompa. Hukum
tersebut sangat penting untuk menaksir perubahan performansi pompa bila
putaran diubah dan juga untuk memperkirakan performansi pompa yang
direncanakan apabila pompa tersebut geometris sebangun dengan pompa yang
sudah diketahui performansinya.
2.6 Kecepatan Spesifik
Kecepatan spesifik dinyatakan dalam persamaan :
Rumus 2.2 Kecepatan Spesifik
Dimana n, Q dan H adalah harga‐harga pada titik efisiensi maksimum
pompa. Harga ns dapat dipakai sebagai parameter untuk menyatakan jenis pompa.
Jika ns sudah ditentukan maka bentuk impeler pompa tersebut sudah tertentu pula.
2.7 Head Pompa
Head pompa merupakan salah satu karakteristik pompa yang harus
diperhatikan dalam perencanaan perpipaan. Dimana head total pompa adalah
salah satu parameter pompa yang menyangkut jarak terjauh yang harus disediakan
oleh pompa untuk mengalirkan fluida dalam satuan jarak.
2.7.1 Head Total Pompa
Head total pompa merupakan energi persatuan berat yang harus disediakan
kerugian gesek, dan kerugian – kerugian pada perlengkapan seperti katup (valve),
belokan (elbow), perubahan penampang, dan lain – lain.
Head total pompa dinyatakan sebagai berikut :
Rumus 2.3 Head Total Pompa
Dimana :
H : head total pompa (m)
ha : head statis (m)
Δhp : perbedaan head tekanan yang bekerja pada kedua permukaan fluida (m)
hl : berbagai kerugian head. Dimana hl = hld + hls adalah kerugian head gesek
pipa keluar dan hls kerugian head gesek pipa masuk.
: head kecepatan keluar (m)
g : percepatan gravitasi (9,8 m/s2)
Adapun hubungan antara tekanan dan head tekanan dapat diperoleh dari
rumus :
Rumus 2.4 Hubungan Tekanan Dan Head Tekanan
Dimana :
hp : head tekanan (m)
p : tekanan (kgf/cm2)
Apabila tekanan diberikan dalam kPa, dapat menggunakan rumus sebagai
berikut :
Rumus 2.5 Tekanan
Dimana :
p : tekanan (pa)
ρ : rapat massa (kg/l)
2.8 Kerugian Energi (J/kg)
Besarnya kerugian energi γ (J/kg) menurut instalasi perpipaan diperoleh
dari besarnya kerugian head h1 (m). Energi spesifik γ (J/kg) kadang – kadang
dipakai sebagai pengganti kerugian head h1 (m). Adapun hubungannya adalah
sebagai berikut :
Rumus 2.6 Kerugian Energi
Maka kerugian energi sama dengan head kerugian yaitu energi untuk
mengatasi kerugian – kerugian yang terdiri atas kerugian gesek di dalam pipa –
pipa, dan kerugian di dalam belokan – belokan, katup – katup. Dimana kerugian
energi dikategorikan baik apabila tidak melebihi 10 % dari energi yang disediakan
oleh pompa untuk instalasi.
Untuk menghitung kerugian gesek di dalam pipa dapat dipakai rumus di
bawah ini :
Rumus 2.7 head kerugian gesek dalam pipa
Dimana :
v : kecepatan rata – rata aliran didalam pipa (m/s)
C,p,q : koefisien – koefisien
R : jari – jari Hidrolik (m)
S : gradien Hidrolik
hf : head kerugian gesek dalam pipa
λ : koefisien kerugian gesek dalam pipa
g : percepatan gravitasi (9,8 m/s2)
L : panjang pipa (m)
D : diameter dalam pipa (m)
Selanjutnya, untuk aliran yang laminer dan yang turbulen, terdapat rumus
yang berbeda. Sebagai patokan apakah suatu aliran itu laminer atau turbulen,
dipakai bilangan reynolds :
Rumus 2.8 bilangan reynolds
Dimana :
Re : bilangan reynolds
v : kecepatan rata – rata aliran di dalam pipa
v : viskositas kinematik zat cair (m2/s)
Pada Re < 2300, aliran bersifat laminer
Pada Re > 4000, aliran bersifat turbulen
Pada Re = 2300-4000 terdapat daerah transisi, dimana aliran dapat bersifat laminer
dan turbulen tergantung pada kondisi pipa dan aliran.
2.8.2 Kerugian Head Dalam Jalur Pipa
Dalam aliran melalui jalur pipa, kerugian juga akan terjadi apabila ukuran
pipa, bentuk penampang, atau arah aliran berubah. Kerugian head di tempat –
tempat transisi yang demikian itu dinyatakan secara umum dengan rumus :
Rumus 2.9 kerugian head dalam jalur pipa
Dimana :
v : kecepatan rata – rata di dalam pipa (m/s)
f : koefisien kerugian
g : percepatan grafitasi (9,8 m/s2)
BAB III
SISTEM PERPIPAAN
3.1 Teori Dasar
Sistem perpipaan dapat ditemukan hampir pada semua jenis industri,dari
sistem pipa tunggal yang sederhana sampai sistem pipa bercabang yang sangat
kompleks.
Sistem perpipaan meliputi semua komponen dari lokasi awal sampai
dengan lokasi tujuan antara lain, saringan (strainer), katup atau kran, sambungan,
nosel dan sebagainya. Sambungan dapat berupa sambungan penampang tetap,
sambungan penampang berubah, belokan (elbow) atau sambungan bentuk T.
Sistem perpipaan dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu sistem pipa
tunggal dan sistem pipa majemuk. Sistem pipa tunggal adalah sistem perpipaan
dimana semua komponen pipa terhubung secara seri tanpa adanya cabang.
Sedangkan sistem pipa majemuk adalah gabungan dari sistem perpipaan yang
dipasang secara seri dan pararel disertai dengan cabang perpipaan yang ada.
3.2 Valve/Katup
Valve atau katup adalah sebuah alat yang berfungsi untuk mengatur aliran
suatu fluida dalam bentuk cair maupun gas. Jenis valve beraneka ragam antara
lain : globe valve, gate valve, ball valve, check valve, dll. Berdasarkan fungsinya,
1. Stop Valves
Penggunaan stop valves pada suatu sistem perpipaan umumnya digunakan
untuk membuka atau menutup aliran.
Jenis stop valves : globe valve, gate valve, ball valve, buterffly valve, dll.
2. Regulating Valves
Penggunaan regulating valves pada umumnya digunakan untuk mengatur
laju debit aliran.
Jenis regulating valves : non return valve/check valve, pressure reducing
valve.
3. Safety Valves
Penggunaan safety valves pada umumnya digunakan untuk mengatur
tekanan jika berlebih atau berkurang. Biasanya hal ini terkait dengan nilai
ambang batas maksimum atau minimum pada suatu sistem.
Jenis safety valves : relief valve, back pressure valve.
3.2.1 Globe Valve
Globe valve merupakan salah satu jenis tipe stop valve yang umumnya
digunakan untuk tekanan dan temperatur yang sangat tinggi. Aplikasi dari globe
valve dapat digunakan untuk berbagai macam, di antaranya : liquid (cairan), vapor
(uap), gases (gas), dan corrosive substances (cairan korosif). Untuk membuka dan
menutup katup, umumnya dilakukan dengan cara memutar roda engkol.
Keuntungan dari penggunaan globe valve adalah kontrol aliran dapat
dilakukan dengan lebih akurat, dan juga tersedia dalam berbagai macam
Kerugian dari penggunaan globe valve adalah nilaik K (koefisien minor)
yang tinggi sehingga berpengaruh pada tingginya pressure drop, selain itu harga
globe valve yang relatif lebih mahal dibandingkan valve lainnya.
Gambar 3.1 globe valve
3.2.2 Gate Valve
Gate valve merupakan salah satu jenis stop valve yang digunakan untuk
membuka dan menutup aliran yang memiliki tekanan tidak terlalu tinggi. Selain
itu, gate valve juga berfungsi untuk mengontrol debit aliran. Aplikasi debit valve
dapat digunakan untuk oli, gas, udara, steam, dan cairan korosif.
Keuntungan dari penggunaan gate valve adalah dapat digunakan untuk
kapasitas yang tinggi, dan juga harga gate valve yang relatif lebih murah
dibandingkan globe valve.
Kerugian dari penggunaan gate valve adalah pengontrolan aliran yang
kurang baik dibandingkan dengan globe valve.
3.2.3 Ball Valve
Ball valve merupakan salah satu jenis stop valve yang digunakan hanya
untuk tekanan rendah. Ball valve dapat digunakan untuk fluida dengan temperatur
yang tinggi.
Keuntungan dari penggunaan ball valve adalah low maintenance, dapat
digunakan untuk temperatur yang tinggi, dan juga harga yang relatif terjangkau.
Kerugian dari penggunaan ball valve adalah kecenderungan timbulnya
kavitasi.
3.2.4 Butterfly Valve
Butterfly valve hampir sama dengan ball valve yang hanya digunakan
untuk tekanan rendah dengan model seperti kupu – kupu dan tidak dapat
digunakan untuk mengatur tekanan dan kapasitas aliran. Aplikasi dari butterfly
valve dapat digunakan untuk jenis liquid dan gas.
Keuntungan dari penggunaan butterfly valve adalah pressure drop yang
rendah, minim perawatan, high capacity, dan good low control.
Kerugian dari penggunaan butterfly valve adalah cenderung terjadi
kavitasi pada aliran yang rendah sekalipun.
Gambar 3.4 butterfly valve
3.2.5. Control Valve
Control valve sama atau menyerupai dengan bentuk globe valve.
Perbedaannya hanya terletak pada pembuka dan penutup katupnya saja. Pada
globe valve, untuk membuka dan menutup katup dilakukan dengan
menggerakkan/menutar roda engkol. Sedangkan pada control valve tidak terdapat
roda engkol, melainkan terdapat suatu piranti tambahan diatasnya dengan sistem
pneumatik yang berfungsi sama dengan globe valve yaitu untuk membuka dan
dengan yang diharapkan. Aplikasi dari control valve dapat digunakan untuk
mengatur liquid, gas maupun udara.
3.2.6. Non Return Valve/Check Valve
Check valve merupakan salah satu jenis regulating valve yang
direkomendasikan untuk digunakan pada tekanan rendah saja. Check valve terdiri
dari tiga jenis, antara lain lift check valve, swing check valve, dan stop check
valve.
Gambar 3.5 lift check valve
Gambar 3.6 swing check valve
3.3. Strainer
Strainer/saringan merupakan salah satu komponen perpipaan yang sering
kali digunakan untuk menyaring kotoran. Pada umumnya konstruksi strainer
terbuat dari bahan stainless steel, dan bentuknya menyerupai huruf Y dengan
tujuan untuk mempermudah melakukan cleaning karena gumpalan kotoran yang
ada.
Strainer dilengkapi dengan flange pada kedua ujungnya, sehingga mudah
dalam melakukan penyambungan antara strainer dengan perpipaan yang ada.
3.4. Elbow
Elbow atau belokan merupakan suatu piranti yang sering kali digunakan
pada suatu sistem perpipaan. Dalam perencanaan suatu sistem aliran, sulit
dihindari adanya suatu belokan/elbow. Adanya elbow dalam suatu sistem dapat
menyebabkan terjadinya kerugian pada aliran. Hal ini disebabkan karena adanya
perubahan arah aliran fluida yang melalui saluran/pipa tersebut. Besar kecilnya
kerugian aliran yang terjadi pada elbow dipengaruhi oleh besarnya jari-jari
kelengkungan dan sudut belok dari elbow itu sendiri.
Berdasarkan cara pemasangan, elbow dibedakan menjadi dua macam,
yaitu elbow yang dilengkapi dengan flange, dan elbow yang dilengkapi dengan
ulir.
Gambar 3.9 flanged elbow 900
Gambar 3.10 threaded elbow 900
Sesuai standar yang ada dipasaran, elbow tersedia dalam ukuran sudut 450
dan 900 dengan pilihan flanged serta ulir sesuai dengan kebutuhan yang akan
digunakan. Kerugian/losses pada suatu elbow dapat dikurangi dengan cara
menggunakan elbow dengan jari-jari kelengkungan yang lebih besar.
3.5. Percabangan(Tee)
Percabangan (tee) sering kali ditemukan pada suatu sistem perpipaan. Pada
umumnya, penggunaan tee dilakukan untuk mengalirkan aliran fluida menuju dua
arah yang berbeda dalam satu siklus tertentu yang dipasang secara pararel. Sama
halnya dengan elbow, berdasarkan cara pemasangannya, tee dibedakan menjadi
dua macam, yaitu tee yang dilengkapi dengan flange, dan tee yang dilengkapi
Tee dapat dibedakan menjadi dua macam, antara lain tee line dan tee
branch. Tee line berlaku jika suatu aliran mengalir dari arah horisontal, dan
terdapat percabangan ketika aliran yang mengalir secara horisontal tersebut.
Sedangkan tee branch berlaku jika aliran mengalir dari arah bawah kemudian
mengalami pemisahan ke kanan dan ke kiri.
a
Gambar 3.11 threaded tee
Gambar 3.12 flanged tee
3.6. Entrance dan Exit
Entrance sering kali timbul pada saat perpindahan dari pipa menuju suatu
reservoar. Berdasarkan jenisnya, entrance dapat dibedakan menjadi 3 macam,
yaitu reentrant, square-edge, dan well rounded.
Exit merupakan kebalikan dari entrance. Exit timbul karena adanya
perpindahan dari reservoar menuju kesuatu pipa. Sama halnya dengan entrance,
exit dapat dibedakan menjadi 3 macam, diantaranya projecting, sharp edge, dan
rounded.
Gambar 3.14 macam-macam exit
3.7. Pembesaran (Ekspansion)
Pembesaran dalam suatu sistem perpipaan dapat dibedakan menjadi 2
macam, yaitu pembesaran mendadak atau terjadi secara tiba-tiba yang seringkali
disebut dengan sudden ekspansion, ataupun pembesaran bertahap/gradual
ekspansion.
Gambar 3.15 sudden ekspansion
a
3.8. Pengecilan (Contraction)
Sama halnya dengan ekspansion, contraction juga dapat dibedakan
menjadi dua macam, yaitu sudden contraction (pengecilan secara tiba-tiba), dan
gradual contraction (pengecilan secara bertahap).
Gambar 3.17 sudden contraction
BAB IV
PROSES PERHITUNGAN KEHILANGAN ENERGI
Dibawah ini akan dijelaskan spesifikasi alat-alat dan proses perhitungan
kehilangan energi yang terdapat di Pabrik Mini PTKI-Medan.
4.1. Spesifikasi Pompa Sentrifugal
a. Pompa (P-9)
1. Head : 30 m
2. Kapasitas : 13 m3/Jam
3. Speed : 2910 rpm
4. No. Bearing : 6306
5. Motor penggerak :
a. Daya : 2,2 kW
b. Tegangan : 380 V
c. Ampere : 4,2 A
d. Frekwensi : 50 Hz
e. Jlh. Kutup : 2 buah
b. Cooling Water (Z-3)
1. Cooling capacity :72000
2. Water flow : 200 L/M
3. Water intel temp. : 440 C
4. Water outlet temp. : 380 C
5. Water bulb temp. : 290 C
6. P-R No. : B-381335
7. Fan dia. : 600 mm
8. Motor : 0,4 kW x 6PX x 50 Hz x 1 Set
9. SHPG. Weight : 65 kg
10. Oper weight : 140 kg
11. Date : 1982
12. MFG. No. : 71
c. Condensor (E-2)
1. Code : JIS B 8249 CLASS II
2. Radiograp shell No. : Surface aea 4,5 m2
3. Radiograp tube No. : Design press shell 1,8 kg/cm2
5. Stress relief tube No. : Design temp. Shell 880 C
6. MFR’S serial : 53DE 0002 HYDR. T. press shell 3,6 kg/cm2
7. Date built : Oct. 1982 HYDR. T. Press tube 10,8 kg/cm2
8. Net weight : 460 kg PNEU T. Press tube 6,6 kg/cm2
4.2 Proses Perhitungan
Untuk memperoleh besarnya kerugian energi, perlu dihitung dahulu head
kerugian hl (m). Dibawah ini akan diuraikan perhitungan kerugian head.
1. Berbagai Kerugian Head hl (m)
a. Kerugian Head Pipa Keluar (hld)
1. Kerugian Head Gesek Dalam Pipa
Kerugian gesek dalam pipa, dapat ditentukan menggunakan rumus:
Dengan, Q = 13m3/Jam →
D = 2,5 in →
L = 11,49 m
g = 9,8 m/s2
Selanjutnya, untuk aliran yang laminer dan yang turbulen, terdapat
rumus yang berbeda. Sebagai patokan apakah suatu aliran itu laminer atau
turbulen, di pakai bilangan Reynolds :
Dengan, v = 1,146 m/s
D = 2,5 in → 0,063 m
v = 0,6723.10-6 m2/s
Harga Re digunakan untuk menentukan aliran itu bersifat turbulen
atau laminer. Dari hasil perhitungan diatas, harga Re > 4000 maka aliran
bersifat turbulen. Harga λ adalah 0,006. Maka kerugian gesek dalam pipa
dapat dihitung sebagai berikut :
2. Kerugian Head Dalam Jalur Pipa
Kerugian head dalam jalur pipa, dapat ditentukan dengan rumus :
a. Kerugian Head Pada Belokan Pipa (Elbow)
Dari data yang diperoleh :
Maka, 6 (elbow) x 0,009 = 0,054 m
(ii) 4 buah elbow 900, dengan D = 2 in. Dan harga f = 0,138.
Maka, 4 (elbow) x 0,009 = 0,0036 m
(iii) 1 buah elbow 450, dengan D = 2 in. Dan harga f = 0,2.
Maka, kerugian head pada belokan pipa adalah :
0,054 m + 0,0036 m + 0,0134 m = 0,071 m
b. Kerugian Head Pada Percabangan
Dari hasil pengamatan diperoleh 3 percabangan :
(i) Percabangan I.
Untuk Q1/Q2 = 0,8 , dengan f = 0,21.
v2 : D2 = v1 : D1
v2 : 0,05 = 1,146 : 0,063
v2 . 0,063 = 0,05 . 1,146
Maka,
(ii) Percabangan II.
Maka untuk dua percabangan yang sama yaitu :
2 x 0,0056 = 0,0112 m
Maka, kerugian head pada percabangan adalah :
0,008 m + 0,0112 m = 0,0192 m
c. Kerugian Head Pada Katup
Dari hasil pengamatan diperoleh :
(i) 1 buah gate valve dengan f = 0,25 dan D 2,5 in (0,063 m). Maka
diperoleh :
(ii)1 buah glove valve dengan f = 0,7 dan D = 2,5 in (0,063 m). Maka
(iii)1 buah gate valve dengan f = 0,22 dan D = 2,5 in (0,063 m). Maka
diperoleh :
Maka total kerugian head di dalam katup adalah :
0,016 m + 0,047 m + 0,014 m = 0,077 m
Kerugian head dalam jalur pipa adalah :
0,071 m + 0,0192 m + 0,077 m = 0,1672 m
Kerugian head pipa keluar (hld) :
hld = kerugian head gesek didalam pipa + kerugian head dalam jalur pipa
hld = 0,097 m + 0,1672 m = 0,2642 m
Maka, kerugian energi pipa keluar (J/kg) adalah :
Yd = 9,8 . 0,2642
Yd = 2,590 J/kg
b. Kerugian Head Pipa Masuk (hls)
1. Kerugian Head Gesek di Dalam Pipa
Kerugian gesek dalam pipa, dapat ditentukan menggunakan rumus:
Dengan, Q = 13m3/Jam →
D = 2,5 in →
L = 2,685 m
g = 9,8 m/s2
v = 1,146 m/s
Re = 1.105
λ = 0,005
Besarnya head gesek dalam pipa adalah 0,014 m.
2. Kerugian Head Dalam Jalur Pipa
Kerugian head dalam jalur pipa, dapat ditentukan menggunakan
rumus :
a. Kerugian Head Ujung Masuk Pipa
Dengan, f = 0,5
v = 1,146 m/s
g = 9,8 m/s2
Maka,
Besarnya kerugian head ujung masuk pipa adalah 0,0335 m.
b. Kerugian Head Pada Belokan Pipa (Elbow)
Dari hasil pengamatan diperoleh :
(i) 2 buah elbow 900 dengan D = 2,5 in (0,063 m), sehingga
Kerugian untuk 2 buah elbow 900 adalah :
2 x 0,009 m = 0,018 m
(ii)1 buah elbow 450 dengan D = 2,5 in (0,063 m), sehingga
diperoleh f = 0,18. Maka diperoleh :
Kerugian head pada belokan pipa adalah
0,018 m + 0,012 m = 0,03 m
c. Kerugian Head di Katup
Dari hasil pengamatan diperoleh :
(ii) 1 buah strainer dengan f = 2,0. Maka,
Kerugian head di katup adalah
0,016 m + 0,134 m = 0,15 m
Kerugian head dalam jalur pipa adalah :
Kerugian head ujung masuk pipa + kerugian head pada belokan pipa + kerugian head di katup
0,0335 m + 0,03 m + 0,15 m = 0,2135 m
Kerugian head pipa masuk (hls) :
hld = 0,022 m + 0,2135 m = 0,2355 m
Maka, kerugian energi pipa keluar (J/kg) adalah :
Ys = g . H
Ys = 9,8 . 0,2355
Ys = 2,30 J/kg
Maka total kerugian energi (J/kg) adalah
Ytotal = Yd + Ys
Ytotal = 2,590 + 2,30
Ytotal = 4,89 (J/kg)
Maka kerugian energi dalam perpipaan pada distribusi air pendingin
adalah 4,89 (j/kg)
2. Pengaruh Kerugian Energi Pada Instalasi Perpipaan Yang Terpasang
Dalam perhitungan kehilangan energi berdasarkan instalasinya, diperoleh
kehilangan energi sebesar 4,89 J/kg yang berpengaruh terhadap Head pompa
berdasarkan spesifikasi. Head pompa berdasarkan spesifikasi adalah 30 m,
dikonversikan kedalam satuan energi yaitu dengan menggunakan rumus :
Y = g . H
Y = 9,8 . 30
Dari perhitungan diatas diperoleh energi pompa berdasarkan spesifikasi
sebesar 294 J/kg. Maka besarnya energi yang tersisa adalah energi berdasarkan
spesifikasi dikurangi dengan energi berdasarkan instalasi dilapangan yaitu :
Energi yang tersisa = 294 J/kg – 4,89 J/kg
= 292,11 J/kg
Maka persentase energi yang hilang adalah
Dari hasil perhitungan diatas maka pengaruh kehilangan energi terhadap
instalasi perpipaan yang terpasang dapat dikatakan masih baik karena sesuai
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil karya akhir dapat diambil kesimpulan :
1. Kehilangan energi terjadi akibat adanya sambungan atau belokan yang
terdapat pada perpipaan sehingga tekanan yang ada menjadi berkurang.
2. Kerugian energi (Yt) dalam perpipaan pada distribusi air pendingin
yang dihitung berdasarkan instalasinya adalah 4,89 (J/kg) yang
merupakan hasil penjumlahan (hld) dan (hls).
3. Kehilangan energi akan berpengaruh pada tekanan yang akan
dihasilkan.
5.2 Saran
1. Dalam perhitungan kerugian energi suatu instalasi perpipaan, ketelitian
pengukuran harus diutamakan, sehingga diperoleh hasil yang lebih
tepat.
2. Suatu instalasi perpipaan dengan ukuran energi yang besar akan sangat
merugikan, jadi untuk menghindari hal ini, pemasangan suatu perpipaan
DAFTAR PUSTAKA
1. Hicks dan Edwards, “Teknologi Pemakaian Pompa, Penerbit Erlangga,
1996.
2. Sularso, Tahara Haruo, Pompa dan Kompresor Pemilihan Pemakaian
dan Pemeliharaan, edisi ke empat, PT. Pradaya Paramitha, Jakarta, 1991.
3.
4. http://google.Sri Utami Handayani, ST,MT, Pompa Dan Kompresor.
5.
LAMPIRAN
Lampiran 1 Faktor Gesekan Angka Reynolds
Re Faktor Gesekan (λ)
101 0,008
102 0,0065
103 0,006
104 0,0055
Keterangan Gambar
1. RCW (Ruttren Cooling Water) : air yang kembali setelah terjadinya proses
2. Mike Up : menjaga kestabilan permukaan cairan yang ada didalam Z3
3. IW (Industrial Water) : berasal dari utility PTKI
4. Drain Cooling Water
5. Souction Valve
6. Strainer type Y
7. Check Valve
8. Discharge Valve
9. Check Valve
10.Pompa
11.Katup 1
12.PG
13.Katup 2
