Studi Ekperimental Deteksi Fenomena Kavitasi Pada Pompa Distilasi Dengan Menggunakan Sinyal Spektrum Getaran

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

BAYU SYAHPUTRA NIM.100401097

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

BAYU SYAHPUTRA

NIM.100401097

Diketahui Oleh : KETUA

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN, DOSEN PEMBIMBING,

"# $%&

BAYU SYAHPUTRA

NIM.100401097

Telah diperiksa dan disetujui dari hasil seminar skripsi Periode ke-697, Pada tanggal 11 'ktober 2014

D'SEN PEMBANDING I, D'SEN PEMBANDING II,

Ir. A.Halim Nasution, MSc Dr. Ir. Muhammad Sabri, MT

9: ;<=

BAYU SYAHPUTRA

NIM.100401097

Telah diperiksa dan disetujui dari hasil seminar skripsi Periode ke-697, Pada tanggal 11 >ktober 2014

Diketahui >leh ?

Dosen Pembimbing,

BAYU SYAHPUTRA

NIM.100401.097

Diketahui Oleh: KETUA

DOSEN PEMBIMBING,

Dr. Ins.

Ir.

Ikhwansyah Isranuri NrP. 1964 1224 1992 l I 1001

h

IK MESIN,

NAMA

NIM

MATA PELAJARAN

SPESIFIKASI

DIBERIKAN TANGGAL

SELESAI TANGGAL

KETUA

TUGAS SARJANA

BAYU SYAHPUTRA

100401097

CONDITION BASED MAINTENANCE

STUDI EKSPERIMENTAL DETEKSI

FENOMENA KAVITASI PADA POMPA DISTILASI DENGAN MENGGLINAKAN SINYAL SPEKTRUM GETARAN

271 021 2014

27 I 09 12014

MEDAN, Oktober 2014.

DOSEN PEMBIMBING,

(&'

6S+ii^s]

Sub. Program Studi

Bidang Tugas Judul Tugas

Diberikan tanggal Dosen Pembimbing

CATATAN:

1. Kartu ini harus diperlihatkan

Dosen Pembimbing setiap Asistensi 2.Kartu ini harus dijaga bersih dan 3. Kartu ini harus dikembalikan ke

KARTU BIMBINGAN

TUGAS SARJANA

MAHASISWA

No:

/TS/20t4

Teknik P eruw atan/ Mai nt e nan c e

Condition Bas ed Maintenance

STUDI EKSPERIMENTAL DETEKSI

FENOMENA KAVITASI PADA POMPA

DISTILASI DENGAN MENGGUNAKAN

SINYAL SPEKTRUM GETARAN

27

Februai20l4

Selesai

Tgl

:27 September20l4

Dr.Ing. Ir. Ikhwansyah Nama

Mhs

: Bayu Syahputra.

Isranuri

NIM

:

100401097

Diketahui, ,ARTEMEN

r

FT UqU

ii

E

TEKNIK MESIN

No Tanggal Kegiatan Asistensi Bimbingan Tanda Tangan Dosen

Pembimbins

I 27-02-2014 Spesifikasi tugas skripsi

(2

2 28-03-24t4 Diagram alir penelitian

v

15-04-2014 Asistensi BAB I

v

4 03-05-2014 Asistensi BAB II

,(g

6 04-06-2014 Asistensi BAB

III

V,

7 1,3-06-20t4 Asistensi BAB IV

r

8 n-a6-2014 Perbaiki hasil analis a data

v

9 03-07-2014 Lanjut BAB V dan lengkapi

g

t0 27-09-2014 ACC seminar

BAYU

SYAIIPUTRA

NrM.100401097

Telah

Disetujui

Oleh

:

Pembimbing/Penguji

Df.

Ipg.

Ir.Ikhwansvah Isranuri

NIP.

1964

t224

1992 111001

OLEH:

BAYTI

SYAHPUTRA

NrM.l0M0t097

Telah diperiksa dan disetujui dari hasil seminar skripsi Periode ke.697, Pada tanggal 11

Oktober}0l4

DosEN

*"**y/^rr,

DOSEN PEMBAI\DING

II,

Dr.Ir.

Muhammad Sabri. MT NrP. 19630623 1 989021 001

@A B CD @E

Kavitasi merupakan fenomena perubahan phase uap zat cair pada fluida yang

mengalir. Perubahan tersebut dapat diakibatkan turunnya tekanan maupun naiknya

temperatur fluida, turbulensi dan pulsasi pada pipa isap. Indikasi kavitasi adalah

timbulnya gelembung-gelembung uap,getaran dan suara bising. Dampak kavitasi

pada pompa adalah turunnya unjuk kerja (performance) dan kerusakan komponen

pompa. Pada penelitian ini divariasikan perubahan kapasitas untuk mengamati

sirkulasi balik didalam sistem (Internal re-circulation) yang merupakan penyebab

terjadinya kavitasi.Untuk mengetahui terjadinya kavitasi parameter yang

digunakan dengan mengukur perilaku getaran pompa.Pengukuran dilakukan

dengan menggunakanaccelerometerDI-440 SKF dengan arah pengukuran aksial,

vertikal dan horizontal pada frequensi domain dan time domain. Hasil penelitian

ini menujukan sinyal spektrum getaran pada pompa semakin besar pada kapasitas

terendah (70%) dan kapasitas tertinggi (100%) ditandai dengan semakin besarnya

amlitudo. Karakteristik spektrum getaran fenomena kavitasi berada di rentang

frekunsi 100.000 CPM-200.000 CPM, serta rekomdasi kapasitas pengoprasian

pompa mulai rentang 0,00205 m3/s -0,002500 m3/s.

EFGFEH I JK: Pompa Distilasi, Kavitasi , Resirkulasi,accelerometer, Spektrum

ABSTRACT

Cavitation is a phenomenon of liquid substance vapor phase change in

flowing fluid. The change is caused by the lower pressure or the higher

fluid temperature, turbulence and pulsation on suction pipe. The

indication of cavitation is the existence of steam bubbles, vibration and

nois. The effect of cavitation on pump is the drop of pump s performance

and damage to pump components. In this research the capacity changing

is varied to observe feed circulation inside system (Internal re-circulation)

that appear cavitation occurred. To detect the cavitation the used

parameter is by measuring pump vibration behavior. Measurement is

conducted by using accelerometer DI-440 SKF with axial, vertical and

horizontal measurement on frequency domain and time domain. This

research result indicate vibration spectrum signal on pump is getting

bigger on the lowest capacity (70%) and the highest capacity (100%)

signed by the bigger amplitude. Vibration spectrum characteristic of

cavitation phenomena in the frequency range of 100.000 CPM- 200.000

CPM, and the cavitation recommendation of pump operation start range

of 0,00205 m3/s -0,002500 m3/s.

Keywords :Distillation pump, cavitation, recirculation, accelerometer,

LMN MOPQRMQ N MS

Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah Yang Maha Esa, atas segala rahmat

dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian skripsi yang

berjudul T UV W XPY Z [ \]X^\_ U`ab \U\YZX c\_d^\_`L`eX U `ZXO`W ` Od^[ `bXZUX a `ZX

b \_f`_g\_ffV_`Y`_T X _h`aT[ \YU ]V ^R\U ` ] `_ .

Secara khusus pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima

kasih yang sebesar-besarnya kepada: Dr.Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri, selaku

Pembimbing yang telah menuntun dan membimbing hingga skripsi ini dapat

disajikan sekarang.

Demikian pula penulis menyampaikan terima kasih kepada Abi Awwabin,

Toto Wibowo, Purwatmo, Afrijal Nurfi, Nazwir Fahmi Damanik, Irwan Rosadi, Yogi

Aldiansyah, Andika Noveri, Sigit Putra, Fadhlan Yazid dan rekan-rekan angkatan 10

Departemen Teknik Mesin yang telah membantu dan mendukung penulis.

Ucapan terima kasih selanjutnya penulis sampaikan kepada Bapak Zuhri

Lubis, Bapak Wahab dan Abangda Fadly khususnya mengenai i jkl mno dan

ipqqrlsntkdalam penyelesaian skripsi ini.

Tidak lupa penulis menyampaikan terima kasih kepada kedua orang tua yang

selalu mendukung dalam doa, yang selalu memberikan semangat sehingga penulis

dapat menyelesaikan skripsi ini.

Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberi manfaat kepada

siapa saja yang membaca dan mempelajarinya. Amin ya Rabbal alamin. Hanya

engkau ya Allah tempat hamba berlindung dan hanya engkaulah tempat hamba

memohon petunjuk dan keampunanMu.

Medan, September 2014

Penulis,

u v wx vy z { z

|}l}m}n v~{x yv...€ vx v‚ƒ„vƒ x vy...€ €€

u v wx v yz{z ...€v

u v wx v y x v~‚ …... v€ €

u v wx v y„v† ~vy...‡€ €€ u v wx v yƒ ˆx v {z...xii

z ‰ ‚ƒ u vŠ‹ …‹vƒ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Perumusan Masalah ... 4

1.3. Batasan Masalah... 4

1.4. Tujuan Penelitian ... 4

1.4.1. Tujuan Umum Penelitian ... 5

1.4.2. Tujuan Khusus Penelitian ... 5

1.5. Manfaat Penelitian ... 5

z z‰ xz ƒŒv‹ vƒ‹{x vv... 6

2.1. Analisa Getaran ... 6

2.1.1. Karakteristik Getaran ... 7

2.1.2. Gerak Harmonik ... 9

2.1.3. Gerak Periodik ... 10

2.1.4. Getaran Bebas (Ž ‘’Ž“” ‘•–) ... 12

2.1.5. Getaran Paksa (•Ž— ‘ ’ Ž“” ‘•–)... 16

2.1.6. Penentuan Indikator ... 17

2.1.7. Standart Pengukuran Getaran ... 18

2.2. Pompa... 21

2.2.1. Karakteristik Pompa... 22

2.2.3.˜™š›t™œ › ... 28

2.2.4.Net Positive Suction Head(NPSH)... 29

2.2.5. Temperatur Fluida... 31

2.2.6. Pola Aliran ... 32

2.2.2. Menentukan Kapasitas Minimum Pengoprasian Pompa ... 33

2.3. Pengolahan Data Vibrasi... 34

2.3.1. Time Domain... 34

2.3.2. Frequensi Domain... 35

  ž Ÿ  ¡¢£ ¤ ¥  ¦ ¡ §¥ ... 37

3.1. Tempat dan Waktu ... 37

3.2. Peralatan ... 37

3.2.1. Peralatan Subjek Penelitian... 37

3.2.2. Peralatan pengujian dan pengukuran ... 39

3.3. Metodologi ... 41

3.4. Pengolahan dan Analisa Data ... 43

3.5. Kerangka Konsep Penelitian ... 44

¨ž ©§ª ¦£§¥¤ Ÿ«§©§ª§¥... 46

4.1. Pendahuluan... 46

4.2. Perhitungan Getaran Pompa ... 46

4.2.1. Frekuensi motor penggerak ... 47

4.2.2. Kecepatan sudut sistem yang bergerak... 48

4.3. Tinggi Tekan (Head) sistem ... 49

4.3.1. Tinggi Tekan Statis(Head Static) ... 49

4.3.2.Head lossesyang terjadi pada pipa Isap ... 50

4.3.3.Head lossesyang terjadi pada Pipa Tekan ... 52

4.4. Hubungan Tekanan Tanki Suction dengan NPSHA ...54

4.5. Hubungan Karakteristik Pompa dengan Karakteristik Sistem ... 56

4.6. Verifikasi Data Karakteristik Impeler dengan Aliran Resirkulasi... 57

4.¬­®­¯ °r°±²³r´st´ ±µ³t°r°n¶ °· °± °¶ °¸ ´t°s 100% · °n t³ ±°¹ °n

t

°¹ ±´ 1 º°r Abs ... 60

4.7.2. Karakteristik getaran pada kapasitas 90% dan tekanan tanki 1 bar Abs ... 62

4.7.3. Karakteristik getaran pada kapasitas 80% dan tekanan tanki 1 bar Abs ... 63

4.7.4. Karakteristik getaran pada kapasitas 70% dan tekanan tanki 1 bar Abs ... 65

4.8. Verifikasi Karakteristik Time Domain Getran dengan Variasi Kapasitas... 66

4.8.1. Getarantime domain arah axial ... 66

4.8.2. Getarantime domain arah vertikal... 73

4.8.3. Getarantime domain arah horizontal... 79

4.9. Verifikasi Karakteristik Akselerasi Spektrum Getaran dengan Variasi Kapasitas... 86

4.9.1. Spektrum getaran arah aksial... 86

4.9.2. Spektrum getaran arah vertikal... 89

4.9.3. Spektrum getaran arah horizontal... 92

4.9.4. Verivikasi hasil data spektrum getaran dengan variasi Kapasitas ... 94

»¼ ½¾¿ À Á ÃÄÅÆÄ Å¿ Ä ÇÄ Å... 96

5.1. Kesimpulan ... 96

5.2. Saran ... 96

ÆÄÈÉÄǽ¾Á¿ É Ä½ÄÄÅ

ËÌÍÎÌ Ï ÎÌ Ð ÑÒ

ÓÔlÔmÔn

Tabel 2.1 Satuan yang Digunakan Tiap Karakteristik ... 9

Tabel 2.2 Panduan Pemilihan Parameter Pengukuran ... 17

Tabel 2.3 Tipe Kavitasi dan Penyebabnya ... 28

Tabel 3.1 Spesifikasi Pompa Sentrifugal ... 37

Tabel 4.1 Spesifikasi pompa ... 47

Tabel 4.2 Verivikasi Variasi Kapasitas terhadap NPSHA ...55

Tabel.4.3 Hubungan variasihead, tekanan pada manometer tekan dan kapasitas... 56

Tabel 4.4 Karakteristik hasil pengukuranimpeler ...58

Tabel 4.5 Data pengukurantime domain ...60

Tabel 4.6 Hasil perhitungan dan amplitudo ... 61

Tabel 4.7 Karakteristik getaran padatime domain...61

Tabel 4.8 Fungsi karakteristik getaran padatimedomain... 62

Tabe 4.9 Data pengukurantime domain ...62

Tabel 4.10 Hasil perhitungan dan amplitude... 62

Tabel 4.11 Karakteristik getaran padatimedomain...63

Tabel 4.12 Fungsi karakteristik getaran padatime domain ...63

Tabe 4.13 Data pengukurantime domain ...63

Tabel 4.14 Hasil perhitungan dan amplitudo ... 64

Tabel 4.15 Karakteristik getaran padatimedomain ... 64

Tabel 4.16 Fungsi karakteristik getaran padatime domain ...64

Tabe 4.17 Data pengukurantimedomain ...65

Tabel 4.18 Hasil perhitungan dan amplitudo ... 65

Tabel 4.19 Karakteristik getaran padatimedomain...66

Tabel 4.20 Fungsi karakteristik getaran padatime domain ...66

Tabel 4.21 Perbandingan Displesmen pada arah axial terhadap waktu dengan kapasitas yang bervarias ... 66

ÕÖ×ØÙnÚÙpÙÛ ÜtÙs yÙnØÝÖrvÙrÜÙs ...68

Tabel 4.23 Perbandingan akselerasi pada arah axial terhadap waktu dengan

kapasitas yang bervarias... 70

Tabel 4.24 Perbandingan Displesmen pada arah vertikal terhadap waktu

dengan kapasitas yang bervarias ... 73

Tabel 4.25 Perbandingan velositi pada arah vertikal terhadap waktu dengan .

kapasitas yang bervarias... 75

Tabel 4.26 Perbandingan akselerasi pada arah vertikal terhadap waktu

dengan kapasitas yang bervarias ... 77

Tabel 4.27 Perbandingan Displesmen pada arah horizontall terhadap waktu

dengankapasitas yang bervariasi ... 79

Tabel 4.28 Perbandingan velositi pada arah horizontal terhadap waktu

dengan kapasitas yang bervarias ... 81

Tabel 4.29 Perbandingan akselerasi pada arah horizontal terhadap waktu

dengan kapasitas yang bervarias ... 83

Tabel 4.30 Perbandingan akselerasi pada arah horizontal terhadap waktu

Þßàáß â ãß äåß â

æçlçmçn

Gambar 2.1 Sistem Getaran Sederhana... 7

Gambar 2.2 Hubungan antara Perpindahan, Kecepatan dan Percepatan Getaran ... 8

Gambar 2.3 Skematik Phase Getaran... 8

Gambar 2.4 Gerak Periodik Gelombang Sinyal Segiempat dan Gelombang Pembentukannya Dalam DomainWaktu ... 11

Gambar 2.5 Pegas Linier... 12

Gambar 2.6 Benda Tegar ... 12

Gambar 2.7 Redaman... 13

Gambar 2.8 Sistem 1 DOF Tanpa Redaman... 13

Gambar 2.9 Sistem Pegas Massa dan Diagram Benda Bebas ... 14

Gambar 2.10 Sistem Tereksitasi Akibat Gaya Tanpa Redaman ... 16

Gambar 2.11 Sistem Tereksitasi Akibat Gaya Dengan Redaman ... 16

Gambar 2.12 ISO 10816-3Vibration... 19

Gambar 2.13 Ilustrasi Spektrum Untuk Aerodinamis dan Hidrolik ... 20

Gambar 2.14 Ilustrasi Spektrum Untuk Kavitasi ... 20

Gambar 2.15 Pompa Sentrifugal ... 21

Gambar 2.16 Komponen Pompa Sentrifugal ... 21

Gambar 2.17 Kurva Karakteristik Pompa Sentrifugal ... 23

Gambar 2.18. Blade pass frequency...25

Gambar 2.19 Membagi Spectrum ke Wilayah Signifikan ... 25

Gambar 2.20 Proses Kavitasi ... 26

Gambar 2.21 Pitting Akibat Kavitasi padaImpellerdanDiffuser...27

Gambar 2.22 Impelleryang Rusak Akibat Kavitasi ... 27

Gambar 2.23 Grafik Kinerja Pompa Akibat Kavitasi ... 28

Gambar 2.24. Kurva Koefisien Kavitasi ... 31

Gambar 2.25 Karakteristikimpeler...33

Gambar 2.27 HubunganTimeDomain dengan Frekuensi Domain ... 36

Gambar 3.1 Pompa Sentrifugal ... 38

Gambar 3.2 Pompa dan Instalasinya... 38

Gambar 3.3 DI-440 SKF... 40

Gambar 3.4 USB Cable... 41

Gambar 3.5 Set uppompa dan instalasi pompa ... 42

Gambar 3.6 Posisi Pengambilan data...43

Gambar 3.17 Diagram Alir Penelitian ... 45

Gambar 4.1 Head Statis pada sisi tekan ... 50

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Karakteristik Pompa dan Karakteristik Sistem... 57

Gambar 4.3 Perbandingan displesmen pada arah axial terhadap waktu pada kapasitas yang bervariasi ... 68

Gambar 4.4 Perbandingan velositi pada arah axial terhadap waktu pada kapasitas yang bervariasi ... 70

Gambar 4.5 Perbandingan akselerasi pada arah axial terhadap waktu pada kapasitas yang bervariasi ... 72

Gambar 4.6 Perbandingan displesmen pada arah verikal terhadap waktu pada kapasitas yang bervariasi ... 75

Gambar 4.7 Perbandingan velosicity pada arah verikal terhadap waktu pada kapasitas yang bervariasi ... 77

Gambar 4.8 Perbandingan akselerasi pada arah verikal terhadap waktu pada kapasitas yang bervariasi ... 79

Gambar 4.9 Perbandingan displesmen pada arah horizontal terhadap waktu pada kapasitas yang bervariasi ... 81

Gambar 4.11 Perbandingan akselerasi pada arah horizontal terhadap waktu pada

kapasitas yang bervariasi ... 85

Gambar 4.12 Spectrum getaran pada variasi kapasitas 100% ... 86

Gambar 4.13 Spectrum getaran pada variasi kapasitas 90% ... 87

Gambar 4.14 Spectrum getaran pada variasi kapasitas 80% ... 88

Gambar 4.15 Spectrum getaran pada variasi kapasitas 70% ... 89

Gambar 4.16 Spectrum getaran pada variasi kapasitas 100%... 90

Gambar 4.17 Spectrum getaran pada variasi kapasitas 90%... 90

Gambar 4.18 Spectrum getaran pada variasi kapasitas 80% ... 91

Gambar 4.19 Spectrum getaran pada variasi kapasitas 70% ... 91

Gambar 4.20 Spectrum getaran pada variasi kapasitas 100% ... 92

Gambar 4.21 Spectrum getaran pada variasi kapasitas 90% ... 93

Gambar 4.22 Spectrum getaran pada variasi kapasitas 80% ... 93

è é êë éì í îë éï ð

ñ òmóôõ ñöt÷ön

A Amplitudo (m)

a Percepatan (m/s2)

B Koefisien induksimagnetic

c Redaman /damping (N/(m/s))

Koefisien redaman kritis

D Diameter saluran (m)

e Tegangan outputjerksensor (Volt)

F Gaya (N)

f Frekuensi (Hz)

Frekuensi getar objek ukur (Hz)

G Koefisien kopling elektro mekanis

Percepatan gravitasi (m/s2₎

h Totalheadpompa (m)

hf Headloss mayor (m)

hm Headloss minor (m)

hs Headisap statis (m)

hls Headlossis pipa isap (m)

hsv NPSH yang tersedia (m)

HN Headtotal pompa (m)

H(s) ørùúû ùüý þúÿÿ úr ùrþstþú (z)

i ûÿt ÿrus (Ampere)

k Kekakuan /stiffness (N/m)

L Panjang pipa / kawat konduktor (m)

m Massa (kg)

n Putaran pompa (rpm)

N Daya W

Efisiensi (%)

NPSHA NPSH yang tersedia (m)

NPSHR NPSH yang diperlukan (m)

Pa Tekanan pada permukaan cairan (kg/m2)

Pv Tekanan uap jenuh (kg/m2)

QN Kapasitas pompa (m3/s)

RC resistor diferensial dan kapasitor

Re Reynolds number

s Kecepatan spesifik sisi isap (m/s)

t Waktu (s)

Perioda (s)

Tegangan output (Volt)

Tegangan input (Volt)

V Kecepatan fluida (m/s)

Kecepatan sudut (rad/s)

w Berat (N)

Frekuensi natural (rad/s)

Perpindahan /displacement (m)

̈ rtn / acceleration (m/s 2₎

Z Headstts totl (m)

o rm

n

smnn (

o₎

Berat jenis fluida (N/kg)

Tingkat kesalahan

Viskositas dinamik (kg/ms)

Viskositas kinematik (m2_/s)

Massa jenis fluida (kg/m3)

Kavitasi merupakan fenomena perubahan phase uap zat cair pada fluida yang

mengalir. Perubahan tersebut dapat diakibatkan turunnya tekanan maupun naiknya

temperatur fluida, turbulensi dan pulsasi pada pipa isap. Indikasi kavitasi adalah

timbulnya gelembung-gelembung uap,getaran dan suara bising. Dampak kavitasi

pada pompa adalah turunnya unjuk kerja (performance) dan kerusakan komponen

pompa. Pada penelitian ini divariasikan perubahan kapasitas untuk mengamati

sirkulasi balik didalam sistem (Internal re-circulation) yang merupakan penyebab

terjadinya kavitasi.Untuk mengetahui terjadinya kavitasi parameter yang

digunakan dengan mengukur perilaku getaran pompa.Pengukuran dilakukan

dengan menggunakanaccelerometerDI-440 SKF dengan arah pengukuran aksial,

vertikal dan horizontal pada frequensi domain dan time domain. Hasil penelitian

ini menujukan sinyal spektrum getaran pada pompa semakin besar pada kapasitas

terendah (70%) dan kapasitas tertinggi (100%) ditandai dengan semakin besarnya

amlitudo. Karakteristik spektrum getaran fenomena kavitasi berada di rentang

frekunsi 100.000 CPM-200.000 CPM, serta rekomdasi kapasitas pengoprasian

pompa mulai rentang 0,00205 m3/s -0,002500 m3/s.

: Pompa Distilasi, Kavitasi , Resirkulasi,accelerometer, Spektrum

ABSTRACT

Cavitation is a phenomenon of liquid substance vapor phase change in

flowing fluid. The change is caused by the lower pressure or the higher

fluid temperature, turbulence and pulsation on suction pipe. The

indication of cavitation is the existence of steam bubbles, vibration and

nois. The effect of cavitation on pump is the drop of pump s performance

and damage to pump components. In this research the capacity changing

is varied to observe feed circulation inside system (Internal re-circulation)

that appear cavitation occurred. To detect the cavitation the used

parameter is by measuring pump vibration behavior. Measurement is

conducted by using accelerometer DI-440 SKF with axial, vertical and

horizontal measurement on frequency domain and time domain. This

research result indicate vibration spectrum signal on pump is getting

bigger on the lowest capacity (70%) and the highest capacity (100%)

signed by the bigger amplitude. Vibration spectrum characteristic of

cavitation phenomena in the frequency range of 100.000 CPM- 200.000

CPM, and the cavitation recommendation of pump operation start range

of 0,00205 m3/s -0,002500 m3/s.

Keywords :Distillation pump, cavitation, recirculation, accelerometer,

!"# $#

%&% $'(')*+ ', '- .

/01om 23ntr45u617 18 1719 2 1719 s1tu :3 ;4s p1opm y1n6 <1ny1= 8 4 6un1=1n 8 171m8>;4 1 4 ;8>2?r4 2303rt4 0@A3B 071;?C 03BD4;E1=1;C 0>2 1? 03 ;6@719 1; & pendistribusian air dan pengolahan limbah. Pompa sentrifugal bekerja dengan

prinsip putaran FGHIJJ IK sebagai elemen pemindah fluida cair yang digerakkan oleh suatu penggerak mula. Cairan akan berputar akibat dorongan sudu-sudu

pada impeller yang memberikan gaya sentrifugal sehingga cairan mengalir dari

tengah F GHIJ JIKL keluar melalui saluran sudu-sudu, dan meninggalkan FGHIJJ IK dengan kecepatan tinggi. Cairan dengan kecepatan tinggi ini lalu melewati saluran

yang penampangnya makin membesar sehingga terjadi perubahan MINO (tinggi tekan) kecepatan menjadi head tekanan. Setelah cairan dilemparkan olehF GHIJJ IK, ruang diantara sudu-sudu menjadi PNQRRG sehingga cairan terhisap masuk dan terjadi proses pengisapan.

Konstruksi yang sederhana dan mudahnya pengoperasian pompa

sentrifugal menjadi salah satu dasar dalam penentuan pompa, sehingga jenis

pompa ini banyak dipilih dan diaplikasikan dalam dunia industri. Mengingat peran

pompa sentrifugal yang sangat penting dalam rangkaian proses di industri dan

secara potensial dapat mengganggu kinerja sistem produksi secara keseluruhan,

maka sangat perlu untuk menjaga agar pompa ini dapat beroperasi handal dengan

performansi yang tinggi. Salah satu aplikasi pompa sentrifugal dalam dunia

industri adalah sebagai pompa distilasi pada OISNJ FT NUFVT HJNTU. Instalasi ini mengolah air laut menjadi air tawar dengan proses penguapan (IP NHVKNSF). Pada instalasi ini, pompa berfungsi untuk memompakan cairan distilasi dari tanki

distilate, dengan tekanan vakum -0.07 bar dan temperatur 350_{C, ke tanki timbun.}

Pompa sentrifugal yang beroperasi dengan dengan tekanan vakum dan di atas

temperatur ambient ini tentu saja berpotensi mengalami gangguan yang dikenal

WXrYorm Z[\ ] \ X ^ZrZ t] _ Z `t] _ Za bXt] c Zb stZ_] d Zn c ZdZme WXrZ\ ] pomWZ c Zn

m

Xnurf[ bZnbXgZ[c ZdZn\]stXmh

i X[ X[d]t] Zn] [] _ ZrZwal dari permasalahan yang sering terjadi di unit jkl mno pmqo rp s nmpqPT. PLN Sektor Sicanang, Belawan. Instalasi ini mengolah air laut menjadi air tawar untuk keparluan pasokan air ke ketel uap. Permasalah

sering terjadi pada pompa sentrifugal yang rusak akibat kavitasi sehingga

mengganggu peroses produksi. Pompa sentrifugal mengalami kerusakan pada

komponen o ts kn nku dan vw ml o px o ts kn nku. Diketahui pada data pengoprasian di lapangan pada jklmnopmqorp s nmpqy pompa sentrifugal dioprasikan pada kapasitas 70 % hingga kapasitas 80 %.

Kavitasi adalah fenomena perubahan phase uap zat cair pada fluida yang

mengalir. Perubahan tersebut dapat diakibatkan turunnya tekanan maupun naiknya

temperatur fluida, turbulensi dan pulsasi pada pipa isap. Kavitasi pada pompa

sentrifugal terutama akan terjadi pada sisi masuk sudu o ts kn nkupompa, baik pada sudu-sudu maupun dinding-dinding samping. Selain menyebabkan kerusakan

mekanis pada elemen pompa berupa erosi, korosi dan bunyi ketukan yang

menyebabkan getaran, kavitasi juga mengakibatkan turunnya performansi pompa

yang ditandai dengan turunnya tinggi-tekan dan kapasitas. Respon vibrasi dari

pompa yang beroperasi dapat dijadikan indikator yang memberikan gambaran

tentang kondisi mekanis pompa tersebut.

Telah banyak dilakukan penelitian dan pengujian terhadap fenomena

kavitasi pada pompa sentrifugal dengan penekanan pada aspek yang berbeda,

antara lain:

(Fraser W.H. .1981) melakukan eksperimen untuk mendeteksi kavitasi

yang terjadi pada sebuah pompa sentrifugal. Pengamatan dilakukan pada

karakeristik zts kn ku. Penelitian ini menunjukkan terjadinya kavitasi pada pompa yang diakibatkan oleh fenomena resirkulasi. (Hanandoko T.B.2000), penelitian ini

mengkaji gejala-gejala awal yang muncul terhadap proses terjadinya kavitasi,

hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kavitasi yang terjadi menyebabkan suara

|}~t}€  ‚ ƒ„ƒ…t }n„ mƒn †„ ‡ †||}n tƒnt}nˆ pƒ„ˆ }r†‰ tƒ|}„ }nŠ}n tƒm‹ƒr}tur

t

ƒr‰}Š}p tƒr‡}Šny} | }~t}€  Œ ƒ ŠŽ‰€r Š}nosyn} 2002‘ mƒ …}|†| }n‹ƒ „ƒ …t }n |ƒƒp}t}n}…r}nŠ }nt}r} €†Š† ’ “”•– –•—˜ ƒƒ‹}t}n}…r}n y}nˆ tƒ… }…r u™ƒ € }r |}rƒ„ } |ƒn}|}nŠƒ ™t y}nˆ t Š}| ƒtr|ƒ„ Š}…š mƒ„ˆ}|™}t|}n}…r}n tƒr™…›| €ƒ‰ „ˆˆ} mƒnur†„ | }n| }‹}€t}s p‹}mo ‚ ƒ„ƒ…t}n„ mƒ„ †„ ‡ †||}n ‰† ™†„ˆ}n

„ Šƒ |€|}~t}€Œ i) dengan koef isien head ( ) pada pompa sentrifugal. (Delgosha et al . 2003) melakukan eksperimen dengan visualisasi aliran pada pompa

sentrifugal yang berada dalam kondisi kavitasi dan non-kavitasi. Penelitian

menunjukkan hubungan antara œ •ž ž—Ÿ” dengan NPSH. Pada saat NPSH menurun maka gelembung muncul lebih jelas. (Nakai et al . 2003) melakukan

penelitian aliran kavitasi pada ’ “ ” •–•— sentrifugal model rongga tertutup dengan analisa stabilitas. Dalam analisis stabilitas, kavitasi yang terjadi di impeller tidak

stabil dan tergantung kepada geometri ’“”•–•—. (Ridha dan Houcine. 2003) melakukan penelitian numerik untuk prediksi kavitasi pada pompa yang

didasarkan pada pemantauan cairan yang melalui ’ “”•– •— . Penelitian ini menunjukkan efek   Ÿ –¡¢ • pada fenomena kavitasi pompa sentrifugal. (Richmond.2006) melakukan pengujian terhadap pompa sentrifugal pada kondisi

operasional yang berbeda. Pengamatan dilakukan pada getaran dan

gelembung-gelembung udara yang terjadi.

(Suyanto, I.2007), melakukan penelitian kaji eksperimental fenomena kavitasi

pada sudu pompa sentrifugal. Pada penelitian ini parameter yang digunakan untuk

mengamati terjadinya kavitasi adalah angka Thoma ( ), disimpulkan bahwa

kavitasi pada sudu pompa sentrifugal intensitasnya semakin besar pada angka

kavitasi rendah yang disebabkan oleh tekanan isap yang rendah, temperatur fluida

tinggi, kapasitas dan putaran besar. (Schiavello B dan Visser F.C.2009) telah

melakukan penelitian terhadap pengaruh NPSHR dan NPSHA mengakibatkan

terjadinya kavitasi, dalam penelitian ini digambarkan adanya pengaruh NPSHR

£¤r¥ ¦§n§¨¥t¥ ¤n ©¦§n§ ¨¥t¥¤n y¤nª « ¬­ ¤®­¥¨¤¯¬¯¤n° ¨§ ® ±§ ±§r¤¦ ¤ ¦§n§ ¨¥t¥ t§r­¤®¬¨ ¬²

t

§r¨¥®¤t ±¤®³¤¯¤´¥t¤« ¥ ±¥«¤ t§rµ¤­¥¯¤r§¶¤¦§ª¤n ru®¯¤¦ ¤«¥t¤s ¦§ªnopr¤« ¥ ¤n pom¦ ¤

y

¤nª t¥ ­¤¯ «§«¬¤¥ ¤t¤u¯§¶¤¥ ¯¤n t§mp§r¤tur ·¤¥r¤n±¤¥ ¯ ­¥ ­¤¨¤ pmom¦ ¤ m¤upun

­¥ ¥nst¤¨¤« ¥ pom¦ ¤¸ ¹nt¬¯ ¥tu ¦§¶¬¨¥s m§¶·° ±¤ m§ ¨ ¤¯¬¯¤n¦§n§ ¨¥t¥¤n unt¬¯

m

§¶§nt¬¯¤n¯¤¦ ¤« ¥t¤s ¦§¶ªopr¤« ¥ ¤n p¦ ¤om ¸ ¹nt¬¯ m§¶­¤¦ ¤t¯¤n ¯¤p¤« ¥t¤s y¤nª ­¥¥¶ª¥¶¯¤n m¤¯¤ ­¥¨ ¤¯¬ ¯¤n¦§¶ª ¤tur¤n±¬¯¤ ¤n

º»¼ ½¾¿ÀÁÂ Ã¿Ä Ã ¸

ŧ¶ª ¤m¤t¤n ­¥ ¨ ¤¯¬¯¤n¦ ¤­¤ p§r¬±¤® ¤n ¯¤¦ ¤«¥t¤s « §rt¤ ª§t¤r¤n y¤nª­¥¥tm±¬¨ ¯¤n ¦ ¤­ ¤ pom¦ ¤¸

ÆÇÈÇ ÉÊ ËÌÍÌÎ ÏÐÑÏÎ ÏÒ ÏÓ

Åom¦ ¤«§ntr¥Ôuª¤¨ y¤nª±§r°¦§¤« ¥r ¦ ¤­ ¤ ¯ ¤p¤« ¥t¤s y¤nª t ¥ ­¤¯« §« ¬¤¥« ¤nª¤t

r

§¤ntn m§nª ¤¨¤m¥ ¯ ¤´¥t¤« ¥ ¸Å§¶ªr¤« ¥ ¤po n pom¦ ¤ « §ntr ¥Ôuª¤¨ y¤nª t¥­¤¯ « §« ¬¤¥ ¯¤p¤«¥t¤s ¤¯¤n m§nª¤¯¥ ± ¤t¯¤n r§«¥r¯¬¨¤« ¥¸ Terjadi pada sisi tekan, dimana fluida yang keluar dari pompa terbatas sehingga terjadi sirkulasi ulang dari tekanan

tinggi di pompa ke tekanan rendah di »ÕÖÂÄ ÄÂ À. Kemudian gelembung uap mengikuti aliran cairan dan masuk di daerah » ÕÖÂÄ ÄÂ À yang bertekanan lebih tinggi, sehingga gelembung uap tersebut akan pecah dan menimbulkan suara

berisik dan getaran yang spesifik. Dalam penelitian ini akan dilakukan pengujian

untuk menentukan kapasitas terbaik yang diajurkan untuk pengoprasian pompa

sentrifugal dengan memvariasikanÿÄú»¼½¾¿ÀÁÂ.

ÆÇ×Ç ØÏÙÏÎ ÏÐÑÏÎ ÏÒÏÓ

Pada penelitian ini, deteksi fenomena kavitasi dengan menggunakan sinyal

getaran menggunakan alat A½½ÂÄ ÀÚÕÂÛ À DI-440 SKF pada arah aksial, vertikal dan horizontal. Variasi kapasitas operasi pompa yang diuji adalah kapasitas

100%, 90%, 80% dan 70 %.

ÆÇÜÇ ÝÌÞÌÏÐÉÊ ÐÊÒ ß Ùß ÏÐ 1.4.1. Tujuan Umum Penelitian

Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh

à áâãäåäæ çnãátçrç tnárèáéä ê ëìí çåäå çnëánã çn máâãã unçå çnè ìnyçí ãátçrçn ëáâã çn má îçrìçèìå çn å çïçè ìtçs pomïç untäå má nãátçðä ì ïánãçräðâyç táðçëçr p ãátçrçn yçãn tárñ çëìïçëç pomïçò

1òóòôò Tujuan Khusus Penelitian

Tujuan khusus dari penelitian ini adalah menentukan kavasitas terbaik

pada pengoprasian pompa, perubahan getaran spesifik yang terjadi dan penurunan

tingkat kavitasi, diantaranya:

1. Mengamati pengaruh perubahan kapasitas terhadap getaran spesifik.

2. Mengetahui Kapasitas minimum dari pompa yang dioperasikan

dengan metode eksperimental terhadap terjadinya kavitasi.

3. Menentukan rentang frekuensi terjadinya kavitasi dengan

menganalisis spektrum getaran .

õö÷ö øùú û ùùüýþúþÿüùú

Penelitian ini adalah salah satu upaya pihak perguruan tinggi, dalam

memberi informasi kepada dunia industri dan dunia pendidikan tentang teknik

untuk mengatasi kavitasi pada pompa sentrifugal yang beroperasi dengan

mengindentifikasi getaran pada pompa menggunakan sinyal getaran dengan

mevariasikan kapasitas pompa.

Manfaat lain dari penelitian ini adalah:

1. Memberikan informasi mengenai teknik penentuan kapasitas operasi

yang direkomendasikan pada pompa distilasi.

2. Sinyal getaran dan perubahan kapasitas yang diukur sesuai dengan

variasi yang diberikan pada pompa dapat dijadikan sebagai metode

trr ! " #r y! $ % & "%t" w ' "r " " "( "&r" ! %! r t , $ tr t

'% ! $ t" )) *+,-./t.v, 01 . 23,212/, y ! r % " (4#$55r, 677 89 .

4 tu!rt y :r! &r s :"y " t u tr st

%rt % :t tr y % !r:) $" (% : t )$ ! :;"9 s$

! : tr y tr'% % r :t y % z" " !r t t

r : &$rus ' t%"!rwt<

4 " t 5t 5 % & y : r$ : & " & " : " :r" tr$%! " " t-" " t y y: :" tr -tr , ! rt st ! s- ytu =

>9 ? () = r ! " r & " tt! % "% tur"< 4 : $ y #): & " :w !r :$ % "% st$r t tu "(r y % t& )$ % st y % " .

69 @"" Ast.BB2,ss C"9 = % ke" t tertenn tu yng dipersyrtkn

m

em:kkokgnntu mem:)""l n struktur de n jrk tertent < Dni

m en g u k u

r gy yng diperl " unntuk memperoleh defleksi tertentu

d ise

: & ke"" n

(

tunny dlmE A m<

F9 G10 *.2H Are%mn Cc9 = setelh mem" set ip :gintu struktur ke %lm g"(er :igntu r strutuk"n memiliki me"nisme inheren

u n tu k

memperlm:t gerk Ckece

!t9< @rkteristik ini untuk

m en g u r

ngi ke ce!tn ger"n dise: & re%mn (t nny %lm EACmA9 < 4e: im dise: & "n di t( efek : gn untuk mehn pe ruh

k e

sistemIJIn mon yerespI dgniKLriJIn keJMItIn eksterNIlO PINIerhed nyI Q cIIct

RIlIm mesin mK IemIwSLI JINr SLtIrINO TIU UI, JLJI JMINRIN rL RI VIN V LN WXKI MN Y MJVL ZIwINSLtIINr yINS R[ ULKIK JINX ZL \WI WIt. Jika getaran akibat cacat jauh lebih besar dari pada tiga karakteristik tersebut maka getaran yang dihasilkan akan

lebih tinggi dan cacat dapat terdeteksi.

2.1.1 Karakteristik Getaran

Getaran secara teknik didefenisikan sebagai gerak osilasi dari suatu objek

terhadap posisi objek awal/diam, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Sistem Getaran Sederhana (Mobley, 2008)

Kondisi suatu mesin dan masalah-masalah mekanik yang terjadi dapat diketahui

dengan mengukur karakteristik getaran pada mesin tersebut. Karakteristik getaran

yang penting antara lain adalah (Pain, 2005) :

1) Frekuensi adalah karakteristik dasar yang digunakan untuk mengukur dan

menggambarkan getaran.

2) Perpindahan mengindikasikan berapa jauh suatu objek bergetar

3) Kecepatan mengindikasikan berapa cepat objek bergetar

4) Percepatan mengindikasikan suatu objek bergetar terkait dengan gaya

penyebab getaran

bcd c e fctuec ctg terhcd cpefctu referensi ctcu terh cd cpicgicn lcin ycng ijrgetcr dencg freknuensi ycngecmck

lengcn mengccubcd c gercmcn pnce ge itckd cbct melcpemjcri mcrckteristik efctu getcrcn dncen n memetcmcn gcerkcnd cri pencs terseifo terhcd cp fungsi

w

cmou. p jrcmcq icqd fr bjncs d csrbte se s q jtrcr m j ictcs ctcs d cq m ju icrs rcns m j bte se s q jtrcr d cq dsrcq vutmcq mj ic tcs icwchg d cq mjuicrs rc ns mj btes es q jtrcr, ds e jifoectuesmrus njtcrcq(ectub js td jr ). w jtscbm crcmo jrsstsms qs ujqn ncu icrmcq t

s q nmct njtcrcqgh fifqncqmcrcmojrssts ms q sd cbct dsrs h ct bcd c ncu icrxk xdcqxk yk

pcuicrxk xz fifqncq{ qo crc |jrbs qd chcqg } j ~j bccqt d cq | jr~jbctcq pjtcrcq

€‚ƒ„…†‡€tˆ€‰ y€‰Š‹ŒŠˆ‰€ €‰ Œ€ Ž €r€  ‚rŒstŒ

‘’“’”• “–—”–˜™• ”’ “’š

›’”œ’š

• ”“–˜ ž“– ”–—Ÿ

 ‚rŽŒ‰ ‹€¡€‰

¢Œ£r¤‰ ¥Ž‚€ ¤Ž‚ €  ( †¦¢= 0.001 mm )

mils peak to peak

(0.001 in )

Kecepatan mm/s in/s

Percepatan

G

( lg = 980 cm/s2)

G

( lg = 5386 in/s2)

Frekuensi cpm, cps, Hz cpm, cps, Hz

Pase derajat derajat

(Sumber : Maintenance Engineering Handbook, Mobley, 2008)

2.1.2. Gerak Harmonik

Getaran dari sebuah mesin merupakan resultan dari sejumlah getaran

individu komponen yang muncul oleh gerak ataupun gaya pada komponen

mekanikal ataupun proses pada mesin ataupun sistem yang saling terkait. Setiap

komponen individu yang bergetar ini memiliki gerak periodik. Gerakan akan

berulang pada periode waktu tertentu. Waktu pengulangan dimana getaran

berulang disebut perioda osilasi biasanya diukur dalam satuan waktu yaitu detik

dan kebalikannya adalah frekuensi (Scheffer, 2004).

Setiap frekuensi komponen mesin dapat dihitung dengan rumus berikut ini :

= (2.1)

dan frekuensi lingkaran atau kecepatan sudut dapat dihitung dengan rumus

§¨© ªrª« ¬­ª© ª«ªy®­¯°ur ®ª±ª ² rª®­ª«³¨r ®¨t­°ªªtu r³© ´ §¨« µ¯°© ¨® ¨r¶ª «ª ®ªr­ ·¨rª° ³¨r­¸®­° ª ®ª±ª ¶ ·¨rª° ¶ªr²¸« ­° , ³ª ®ª ·¨rª° ¶ªr²¸« ­° , ¶¯ ¬¯«·ª« ª« µªrª ³¨r³­« ®ª ¶ª« ²ª°©­²¯ ²®ª«ª° µw u ®ª ³ªt®­«ªytª °ª« ¸± ¨¶¹

= sin (º´ »¼

½² ³± ­t¯ ®¸ ·¨tªrª« ®ª ³ªt ®­«ªyª°ª«t ®ª± ª ² t­·ª ­st­±ª ¶ ®ª©ªr yª­tu ³¨r³­«®ª ¶ª« , ° ¨¾¨³ ªtª«, ®ª« ³¨r¾¨³ªtª«´ ¿¨¾¨³ªª«t ®ª±ª ² ·¨rª° ¶ªr²¸« ­° ¬¨r® ª© ªr°ª« ³¨r© ª ²ª ª« (º´ »¼ ®ª ³ªt ®­ ³¨r¸±¨¶ ®ª­r ¶ª© ­± ®­À¨r¨«© ­ª± ³¨r³­« ®ª¶ ª« t¨r¶ª ®ª ³ w

ª° µu, yª­t¯ ¹

= = cos (º´Á¼

 ¨®ª«·°ª«³¨¾¨³ªr tª«¶ªr²¸« ­°®ª ³ªt ®­¯«°ª«tur ®ªr­³¨r©ª ² ªª«Ãº´Á) © ¨¶­ «··ª¹

= = sin (º´ Ä)

º´Å´ »´ ƨrª°Ç¨r­¸®­°

ƨrª° ª«·y ¬ ¨¯± ª«·r ®ª± ª² ©¨±ª«· wª° µu yª«· © ª² ª ®­© ¨¬¯ µ ·¨rª ° ³¨r­¸®­ °. ƨrª° ³¨r­¸®­° ­« ­ © ¨±ª±u®ª ³ªt ®­«yªª°ª«t ®ª±ª ² À¯«·© ­ © ­ «¯© ªtªu ¾ ¸© ­«¯© È ¸±¨¶ © ¨¬ª ¬ ­tu·¨rª° ³¨­¸®­°r ®­© ¨¬¯ µ ·¨rª° ¶ªr²¸« ­° . Jika gerak yang periodik ini bergerak bolak-balik melalui lintasan yang sama disebut getaran atau

osilasi. Getaran mesin pada umumnya memiliki beberapa frekuensi yang muncul

bersama-sama. Gerak periodik dapat dihasilkan oleh getaran bebas sistem dengan

banyak derajat kebebasan, dimana getaran pada tiap frekuensi natural memberi

sumbangan. Getaran semacam ini menghasilkan bentuk gelombang kompleks

ÉÊËÌÊrÍÎÏÉ ÐrÊ Ñ ÒÐrÓ Ô ÕÓ ÑÉÐÖ ÔËÌÊ×ØÙ Ó ×yÊÖ Ù Ð ØÓ Ð ËÚÊt ÕÊ× É ÐÖÔËÌÊ × Ø ÒÐ ËÌÐ ×ÛÜ ÑÊ××yÊ ÝÊÖ Ê ËÝÔËÊÓ×ÞÊ ÑÛu

 ÉÐÖÔËÌÊ × Ø ÚÐrtÊË Ê Ê × Øy ßÊrus ÑÓtÊ Ê ËÊtÓ ÊÕÊÖ Ê ß ØÐÖ ÔËÌÊ × Ø (à). á ÊÖ Ó×Ó

ÕÓwÊ ÑÓ ÖÓ ÔÖ Ðß â Êtu â ÓÑÖs .u Ù ÐÌÊ ØÊÓ âÑÊÖÊ wÊ ÑÛu ÊÕÊÖ Êß à s, ÓÊ ËÐ ËÓ ÖÓÑÓ ãrÐ ÑÜÐ ×â Ó àáz.

 ÉÐÖÔËÌÊ × ØÌÐrÓ ÑÜ Û ×Êy u×ÛÜ Ñ ÕÓ ÚÐrtÓËÌÊ ×ØÑÊ × ÊÕÊÖ Êß ØÐÖ ÔËÌÊ × Ø(ä). áÊÖ

Ó×ÓÕÊÚÊtÕÓÖ ÓßÊtÌÊß åÊÓ ÊËÐËÓÖ Ó ÑÓtÓ ØÊ â ÓÑÖus ÚÊÕÊÚÐrÓ ÔÕÐ yÊ × Ø â Ê ËÊÕÊÓr ØÐÖ ÔËÌÊ×ØÚ ÐrtÊ ËÊ .Jadi, ia memiliki frekuensi 3 Hz.

 Ketiga adalah gelombang (5). Berikut lima siklus dapat ditelusuri, dan

tentunya memiliki frekuensi dari 5 Hz.

 Berikutnya adalah gelombang (7). Ia memiliki tujuh siklus dan karena itu frekuensi 7 Hz.

 Gelombang (9) adalah berikutnya dengan sembilan siklus dan akan memiliki frekuensi 9 Hz.

Gerak periodik pada gambar 2.4, dapat dinyatakan dalam deretan sinus dan

cosinus yang dihubungkan secara harmonik. Jikaæ(ç) adalah fungsi periodik dengan periode , maka fungsi ini dapat dinyatakan oleh deret Fourier (Pain,

2005) sebagai:

( ) =1

2 + cos + cos + + cos

d e

èéên = ; = 2

ëêìê gelomíêng segiemîêt íïrl êku

ðñòó= ±A padaò= 0, danò= , dan seterusnya. Deret ini menunjukkan nilai rata-rata dari fungsi yang diskontinu.

2.1.4 Getaran Bebas (Free Vibration)

Dalam gerak translasi, perpindahan didefinisikan sebagai jarak linier,

dalam gerak rotasi, perpindahan didefinisikan sebagai gerakan sudut (Harris dan

[image:37.595.263.400.613.722.2]

Piersol, 2002).

Gambar 2.5 Pegas Linier

Pada gambar 2.5 menunjukan perubahan panjang pegas proporsional

dengan gaya yang bekerja sepanjang panjangnya, atau :

= ( ) (2.7)

Pegas dianggap tidak memiliki massa, sehingga gaya yang bekerja pada

salah satu ujungnya sama dan berlawanan dengan gaya yang bekerja pada ujung

yang lain sehingga konstanta proporsional adalah konstan.

ôõö öõ õdõlõh÷øn dõ teùõr úgõ÷õmr ûüý þ denùõn pÿõerce tõn menurut

h u k u m

kõe øwt ö ø ÷õ ù øùõ røöõt ö øõ ùõyõ yõ ù ÷ø ørõ ÿõõ

õö öõ

= (ûü þ

õ÷õrûü øõ õ

öõtõõõõ øö ørøõõ rø õõ yõ ù øõ õùùõÿt õ ø õ ööõ ö ø ùùõ ÷øsõrõy ùõyõ ÿõ õ øõ ùõy sõ õ õ õrõyõ÷ ørõwõõ öø ùùõ

= ( ) (ûü þ

Free vibration

õ÷õrûü støOF Tanpa Redaman

Persamaan Newton untuk massa. Gaya yang diberikan oleh massa dan

pegas massa yang berlawanan dengan gaya diterapkan oleh pegas pada massa.

+ = 0 (2.10)

dimana x = 0 karena posisi kesetimbangan massa. Sehingga solusi untuk

= sin + cos !"##$

d im

%&% %'%l%h sudut freksi uen&%tur%l"

= / !"#!$

Osilasi sinusoida massa berulang terus menerus, dan interval waktu untuk

menyelesaikan satu siklus periode :

= (2.13)

Dan kebalikan periode adalah frekuensi natural.

= = = = (2.14)

[image:39.595.136.497.292.590.2]

Free vibration

( )* +,*-) ( ,.,*

Gambar 2.9 Sistem Pegas Massa dan Diagram Benda Bebas

Hukum Newton kedua adalah dasar untuk meneliti gerak sistem, pada

gambar 2.9 perubahan bentuk pegas pada posisi kesetimbangan adalah dan gaya

pegas k adalah sama dengan gaya gravitasi w yang bekerja pada massa m.

= = (2.15)

= = ( + ) (2.16)

dan karena/ =w, diperoleh :

= (2.17)

frekuensi lingkaran = ; sehingga persamaan dapat ditulis :

+ = 0 (2.18)

sehingga persamaan umum dari persamaan diferensial linier orde kedua yang

homogen :

= sin + cos = 0 (2.19)

Perioda natural osilasi dibentuk dari = 2 ; atau

= 2 (2.20)

dan frekuensi natural adalah :

= = 2 (2.21)

Persamaan homogen untuk gambar 2.9 adalah :

+ + = 0 (2.22)

dan koefisien redaman kritis

= 2 = 2 (2.23)

sehingga rasio redaman adalah :

= (2.24)

Sehingga

01213 45t6r67869: 6 ( ;<= >?v@ A=BC@ <D )

Force vibrationEFG H FIJK FLFG

4 6M N6r012OP Qst5M R5r69:Qt6: Q S9QN6t4 6y6 R67 8 6T 5U 6M 67

45t6r67 67 Vy t5W 6UQr 9 6r57 6 r67V:67 V 67 V 66y Xu6r UQ:5NYZ V5t6r67 8 69: 6

:58 5rtQ 8 6U6 V6M N6r 012O. Eksitasi ini biasanya dihasilkan oleh ketidak seimbangan pada mesin-mesin yang berputar.

+ = (2.26)

Force vibrationKJG [FGIJK F LFG

Gambar 2.11 Sistem Teraksitasi Akibat Gaya dengan Redaman

Gambar 2.11 sistem yang teredam karena kekentalan dengan eksitasi harmonik,

persamaan diferensial geraknya adalah :

+ + = sin (2.27)

Solusi khusus persamaan diatas adalah keadaan tunak (st?B\] stBC ? ) dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi eksitasi, sehingga dapat diasumsikan

= sin( ) ^_`_ab

= sin + cos ^_`_cb

d e

defn g fhflfhfo omdlitupsilfsi hfn f hflfhij hf ffse simkfngfn terlf hfp

g

fyf eksitfsimnfof diperolehp

=

( ) ( ) ^_`qrb

hfn

= ^_`qsb

tengfn memifgi pemiu lfng dfn pivwyeen perxfmffn^_` qrbhfn^_` qsb dedefn km

d ip ero lehp

= ^_`q_b

tan = ^_`qqb

_`s`y. zjdjdwvfd{d huoft|}

zr|xjs kj djdwvfd ud hu oft|} trfd hvxjr yf d e fofd huevd fofd lfrus njnkjrtu nifdeofd

k fr fnjt

jr fk f yf d e out

f

udeudofd vdw vo hu vo v}. ~ufxfdy f kfrfnjtjr -kfrfnjtjr tjjivwrs f hff lk jrkud hf lfdmoj€jk ftfdhfdk jr€jkftf d `

fij _`_zfd hvfdzjnuulfdzfrfnjtjr zjd evo v}fd

zfrfnjtjr ‚fo w |}kjn uulfd

zjrkud hf lfd (displacement)

f) ƒrjo vjdx u rjd hf lmhuifwflyrr€kn

i b kjdevo vrfd ejtfrfd shaft kf hf njx ud ijrft hjdefd r|w|} y

f d e rj ftu ƒrud efd `

€) njdeevd fofd transduser velocity hfd tranduser acceleration.

d e

„…†n r†ngk††in ‡ˆ ‰Š‹Œintegr†tor

e

Ž  ‰t s‘’‡Œ ““Œ ‹Œ”•ŒtŒ– —†˜†t dig™„†k†n untuk

m en g u k

ur dipl†cement get†r†n d†engn r†ngk†i†n ‘ ”’š‹Œ

in teg r

†tor

›ecep†t†n œvŒ‹”“ˆty Ž

†Ž †rneg frek uensi †nt†r† ž ž 100.000 cpm b) pengukuran”vŒ‹ ‹‹ŒvŒ ‹ getaran mesin

c) untuk melakukan prosedur analisa secara umum

Percepatan

(““Œ ‹Œ Ÿˆ”‰)

a) pengukuran pada frekuensi tinggi/ultrasonic sampai

600000 cpm atau lebih

b) untuk pengukuran ‡  ˆ ¡Œ Œ ‰ŒŠ¢ pada  ”‹‹ šŒˆ ‰Š, š‹‹

šŒˆ‰Š, ŠŒ, dan sumber getaran aerodinamis dengan frekuensi tinggi

Sumber : http://vibrasi.wordpress.com/category/teori-vibrasi

2.1.7 Standart Pengukuran Getaran

Nilai efektif kecepatan getaran digunakan untuk menilai kondisi mesin.

Nilai ini dapat ditentukan oleh hampir semua pengukuran perangkat getaran

konvensional. Standart yang digunakan untuk pengukuran getaran antara lain

ASTM D3580-95(£Ÿ‰‘ Ÿ¤Œst ¥eŸh”‘‡¦ ”§ˆb Ÿi”‰ ), ANSI S3.40

(¥echa‰ˆca‹§ˆb Ÿi”‰‰‘£¨”“¡), DIN 31692-3 (§ˆšŸ ˆ”‰¥”‰ˆt”ˆ‰Š) dan ISO 10816 dengan perincian sebagai berikut (www.mantenimientoplanificado.com) :

ISO 10816-1 : pengukuran getaran untuk evaluasi mesin oleh non-rotating

bagian umum

ISO 10816-2 : Pengukuran getaran untuk evaluasi mesin non-rotating bagian

base turbin uap dan generator yang melebihi 50MW dengan

©ªO 10816-3 : Pengukuran getaran untuk evaluasi mesin «¬«­® ¬ ¯a¯i«° bagian industri mesin dengan daya nominal di atas 15 kW dan nominal

kecepatan antara 120 rpm dan 15 rpm.

ISO 10816-4 : pengukuran getaran untuk evaluasi mesin «¬«­®¬ ¯a¯i«° bagian turbin gas didorong tidak termasuk pesawat dan turunannya.

ISO 10816-5 : pengukuran getaran untuk evaluasi mesin non-rotating bagian

mesinh±d®²³´ic µ¬¶e®° ·« ·®² ¯i«°dan pompa.

[image:44.595.159.460.304.507.2]

ISO 10816-6 : mesin® ·ciµ ®¬¸a¯i«°dengan rating daya 100 kW.

Gambar 2.12 ISO 10816-3 Vibration

Zona A : hijau, vibrasi dari mesin sangat baik dan dibawah vibrasi yang

diizinkan.

Zona B : kuning, vibrasi dari mesin baik dan dapat dioperasikan karena masih

dalam batas yang diizinkan.

Zona C : orange, vibrasi dari mesin dalam batas toleransi dan hanya

dioperasikan dalam waktu terbatas.

Zona D : merah, vibrasi dari mesin dalam batas berbahaya dan kerusakan dapat

¹umº»r ¼ ½ ¾¿ÀÁ¿ÃÄÅÆ ÆÇ¿ Âà Ⱦs Of Charlotte É¹Ê ËÉÌÍÎÎÏ

Ð ÑÒºÑrÌÏÎÓÔÕustrÑÖ ×¹Ø»ÙÚÛÒr uÜÚ ÛÙÝ»Þß ×ÜÑÒ×r s ß ÑÜà ×ßáÞ Õ ×Ù

ÊÑâ×tÑÖ × º×ÑÖÑÜyÑ Ò»ÜãäÑÖ×ÕÙ ÑÜ Ö Ø»ÙÚrÛÒ ÑåÑÙÉ ær»ÙÛ»ÜÖ × »Ü»rã× broadband ÑÜãy Õ»º×ä t×Üãã× yÑ Üã Ù ÑßÑÜã -Ù ÑßÑÜã Ò»Õ ÑØ ×s ß»ÜãÑÜ

ær »ÙÛ»ÜÖ × äÑrÒ Þ Ü×s blade. ç×ÑÖÑÜyÑÒ»ÜÛ ÜèÛÙÙ ÑÜ t»Ù ÑÜ ÑÜ ä×ÖÑØ ÑÜãy ÙÛrÑÜã . ÊÑâ×tÑÖ × º×Ö Ñ ÖÑÜãÑt Ò»rÛÖÑÙ ×ÜÚ»rÜÑÕ ØÞÒ Ø Ñ è×Ù Ñ ß ×º× ÑÙ ÑÜr t×ß ÑÙ ß ×ÙÞá»ÙÖ×. ÔÜ× t»rutÑÒ Ñ º×Ö Ñ Ò»Üã×Ù ×s ºÑÕ× Üã -ºÑÕ ×Üã ×ÒØ»ÕÕ»r. ¹ÑÑt t

»r

èÑß × , Ö»r×Üã t »r

ß»ÜãÑr Ö»ÞÕÑä -Þ Õ Ñä "kerikil" yang melewati pompa. Kavitasi biasanya disebabkan oleh tekanan aliran

masuk tidak mencukupi.

Sumber :Technical Associates Of Charlotte, SKF, 2011

éêéê ëì íî ï

ðomñòòó òlòhô õòtuòlòt yò dngigõöò÷ òn uk mtunemiöó òø÷ ònô õòtu fluió ò

ó òri ôõòtu temñòt ke temñòt lòin deöùòn còrò meöòi÷÷ òn te÷ òöòn còiròn terseúõûü

[image:46.595.201.449.215.604.2]

ýtòöó òrt pomñò seôõòi dengònþ ðÿ ÿýO 5199, DIN 24256 (www.truflo.com).

Gambar 2.15. Pompa Sentrifugal

Gambar 2.16 Komponen Pompa Sentrifugal

Komponen pompa antara lain :

a) berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana poros pompa menembus casing.

c

toros psignrfu untuk menerus n momen puntir dri pengge k selm

perrosi n temt ke n !"" !# n gin $ ginrputr l

inny%

t s" !!v! rfungsi u mktuni pelindungs orori erosi& rosi ok n keusn

stu '() *+ % e

, '!sudu dri !"" !#segi temt rlluny cin d !""!# % f

- .i'( me knginling l r dri pomp ygnrfungsi se gi p elin d u n g elemen yngrput%

g

Eye of Impeller gin sisi msukdh isp impeller%

/ Impeller ngsi urfuntuk meng h eni mergek nis ri pomp menjdi en

erg

i keceptn ci ynng dmipokn secr kontin y & sehi

0 1 1 c

irn p sisi isp sec terus menerus n msuk mengisi kekngoson kit perpind / n dri cin yng msuk selumny% i

Casing wear ring rfungsi untuk memperkecil ke

2 32 n c i n yng m

ele w

t4 140 0 impeller 5 0 140 6 01 impeller, 010 3 55r 3 4636 /07 casing010impeller.

j) Impeller 89r:;< =>? ;<@ ;A B 9<=;8 CD 9<9r=? B9A C<?s ECr? FG BFC B 9<HCE?

9<9r=?A 9I9F CtC< FCECIC ?C <r yC< =E? FG BFCAC <> 9ICrC AG <@? <yu> 9D?< ==C IC?rC <FCEC>?>?? >CF>9ICrC t9rus B 9<9rus CA C <BC> ;AB9<=? >?A9AG >G < =C < CA? 8Ct F 9rF? <EC DC <ECr?IC?C <r yC < =BC >;A>989JuB<yC.

Discharge nozzle5 002K6 s4s46 r .

LMLMNM OCrCA @9r?st? AP G B FC

STUVTrWXYZ[ur\T[ TT]^_r r`st`]a bUcTd _e ^r`fghTi

jklm c bUcT TnTi To _e_rh ` c_r pTtgTe V_Trt yTeh oTrus n`p_n`T ]Te ge ^u] U_ehT i `r]Te p_qg U iTo zTt rT`r yTe h n`_er TeT ]Ter p_pgT ` n_e hTe ]ben`p` `ep^T iTp` c bUcT, TtTu t_ ]TeTege ^ g ] U_ehT i`r]Te p_qg U iTo zTt rT `r yTe hn`eyTtT ]TenT iT U pTtgTecTeq Te h.

s_egtut u_re bg i iyTnT t`hT UTrT U _e _ rh ` ( vklm)

fig `nT yT`tu_e_rh ` t

_ ]TeTew _e _rh ` ]`e_t`] nTe _e_rh ` c b^_ep`Ti. x Ti `e ` n`eTytT ]Te c TnT c_rsT UTTe (WXyz) p_VT hT`V_r` ]g ^ (dg iTrpbwW{{z | }

= + + (WXyz)

n` UTeT}

j } v klmtb^Tic bUcT (U)

} v klm_ ]TeTet (U)

} v klm]_r_cTtTe~U)

 } v klmTstt`s tb^T i (U)

se

ƒ„ng…„n„ki†„t tur†‡ˆensi ƒ„n gesek„n dise†ut ‰Š‹Œ m„ory Ži„erugn ‰Š‹Œ

mino r ƒ„„t dic„ri d„genn per„m„ „n ‘’“”•

= ‘’“”•

d im

„–„;

: ‰Š ‹Œloss minor (m)

: koefisien kerugian dari perlengkapan pipa

—Š ‹Œ˜ ™š šŠs mayor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Darcy-Weisbach pada persamaan (2.48).

= (2.48)

dimana :

: ‰Š ‹Œloss mayor (m)

› : panjang pipa (m)

œ : diameter dalam pipa (m)

 : kecepatan aliran (m/s)

ž : percepatan gravitasi (m/s

2₎

Koefisien untuk pipa licin adalah :

= , (2.49)

Sedangkan total ˜™š šŠs adalah penjumlahan loss mayor dan loss minor yang dinyatakan pada persamaan (2.50).

= + (2.50)

Ÿ Ÿ Ÿ  ¡˜‹ŒŠ¢‹š š£¤Š¥¦Š§¨y(BPF)

k e

©ªg«sinn y«ng¬««ngt tini­gg®«num«mplitudo©¬ «e r ¯ «d«°±² (³ «r´µ ®ª ¶·

¸«¯ «t ¸ª³ «¬ ª ¹ ¶«®ºª ¶« ¯µ´¯ «´»® ¼«¹ «´ª¯ »r© » ¸« «®¶ »½»¯ «t«®¯ «¸«¯ ¾¿«r« ®© «¹ª®¼ © «¹ª®¼¯µ ´¯ «¸ «®¸ª ÀÀ¾¬»r.

BPF = / × (Á­ÂÃ)

°±² ¶ «¸«®¼-¶ «¸«® ¼ ¸ «¯«t ´ ¾®½¾¹ ¶»tª ¶« Àr» ¶¾»®¬ ª «¹«´ª ¬ ªst» ´ ´» ®»© «© ¶«®y ¼»t«r«®¿ª ®¼¼ª.

Ä«´© «r Á­ÃÅ.ÆÇÈÉÊËÈÌÌÍÎÊ ÏÐÊ ÑÒy

Ó«¹ «´¯µ ´¯ «¬ » ®¿rª Àu¼ «¹, ¯»r©» ¸««®«®¿ ««r ¾º¾® ¼ª ´¯»¹ ¹»r ¸«®Ôµ ¹ut»«t«u

¸ªÀÀ¾¬»r ª ®¹»t «¸«¹«³ ´»´ª¹ª¶ª ¯»¬ » ®¿«¬ »r t»» ®¿rt u (©»r¶ªs«r «®¿«r« Õ -Ö × ¸ª «´»t»r ª´¯» ¹¹»r), t»r¼«®¿¾®¼ ¯ « ¸« ¶» ½»¯«t«® ¯µ ´¯ «. Jika perbedaan kurang dari nilai yang direkomendasikan, dapat menghasilkan suara yang menyerupai kavitasi.

Namun, plot FFT segera akan menyoroti frekuensi pass baling-baling impeller.

Juga pada saat BPF (harmonik) dapat terjadi saat kondisi sistem pada frekuensi

alami dan akan menyebabkan getaran yang tinggi.untuk lebih jelas bisa lihat

[image:50.595.229.393.269.376.2]

gambar 2.19 di bawah ini.

Øpektrum diÙÚ i mgenjÚdi tigÚ ÙÛÜÚng utÚmÚÝliÞ Út ß Úà ÙÚr áâãä )

 åræ Ú ÜÛ ÙÚwÚÞ çæèéæêë Ûr rìí Úë Û - î ÚærÚÞ ÛêÛ ÜÛ ëæÙéí ï ðñò

ïóôõhö÷ ô÷ðï øÛ èÚ ÚÜÚ ùéêúÚè ætøÚÜÛr ÜÛ ÜÚûÚàêÚy, àæræ è Ú úæêÜæréê üÙærÙÚÞ ÚyÚ (àÛ ëÚûêyÚøurêÚûÙÚêíÚûÚêùéëÚrÚêà ÛêyÚèý.

 î ÚærÚÞ ÜÚÛr çræ èéæ êë Û rìí ÚëÛ Þ Û êüüÚ ëæùéûéÞ è ÚûÛ Ûtu - ÜÚærÚÞ

çræ èéæ êëÛ ræêÜÚÞèæ üÛ ÚtÚ êyÚêü tærèÚÛt Üæ ê üÚêrìí Úë Û. ß æøÚûÚ ëæ à éÚ èæ ëÚûÚÞ Úê àæ èÚêÛs àæ êÜÚë Úr (éêÙÚûÚêúæ, àÛ ëÚûÛüêàæ êí, èæûìêüüÚrÚêþÜû û) ÙÛÚsÚêyÚ tærøÚÜÛÜÛÜÚærÚÞÛ êÛ.

 î ÚærÚÞ ÜÛ ÚtÚs ãÿ - ÜÚærÚÞ ó ÷ï çræ èéæ êë Û tÛ êüüÛ ÜÚrÛ

ÙÚêíÚûÚê rìû úÚúÚt, èæsÚûÚÞ Úê rìÜÚ üÛüÛ,èÚÛtÚsÛ, Üûû tærøÚÜÛ ÜÛ ÜÚærÚÞÛêÛ.

áâáââ ÚÛtÚëÛ

ÚÛtÚëÛ ÚÜÚûÚÞ üæøÚûÚ à æêüuÚùêyÚ zÚt úÚÛr yÚê ü ëæ ÜÚê üàæ ê üÚûÛr, è Úræ ê Ú t

æ èÚêÚêêyÚ turéê sÚàùÚÛÜÛ ÙÚwÚÞ tæ èÚê Úê éÚù øæêéÞ êÚy . ÚÛtÚë Û sæùærtÛü Úà Ù Úr áâáã àæréùÚèÚê çæêìàæêÚ yÚêü tæøÚÜÛr èætÛ èÚ uÚù Ùæru ÙÚÞ àæ êøÚÜÛ üæûæà Ùéêü ÜÚê ÙærüærÚèëæùÚêøÚê ü ëæ ÙéÚÞ ÙÚûÛ êü -ÙÚûÛ ê üi eö. ætÛ èÚüæûæ àÙéêü éÚù ÛêÛ ÙærüærÚè sæùÚêøÚê ü ÙÚûÛêü -ÙÚûÛêü i eö, tæ èÚ êÚê ÜÛ ëæ èÛtÚr üæûæ àÙéê ü à éûÚÛ àæ êÛ êüèÚt. ÛûÚ tæ èÚ êÚê ÜÛ ûéÚr üæûæ à Ùéê ü ûæ ÙÛ Þ Ùæ ëÚr Ü ÚrÛ tæèÚê Úê ÜÛ ÜÚûÚà üæûæ à Ùéêü, àÚèÚüæûæ àÙéêüÚè Úê éêíéÞâ

r tt tt !"#$ $# % &'(( )* #%

r !"#$ $#%y +, tts

-. - , r,/ ,0 t - r 1 t-t -. . 2. -0 rt,

-. - , . y ru/,0 - tr tt y -t . -.

' !"#$$ #%. 3- 2 - - -/ , r -. - , , -. 4uty r,/,0 y

-. - t, - . --r -5- 2 -/r 5, ..

-rt, -.-, r,/ ,0 - 0 . ,y y 0 s, y t-.0

r - ,r - -r. 6 - 4 u . t,

y

- /r t 2 -2-r rs . 7 , 1 -4 . 5 1

- r,0 t -r4 082. /-rts - 2 . - r,0 082. r t 2 .0 09 -r4 2 - ,8, r -r4 y

0r 1 - 0 . : #;< .-0 r- 0 r y 0r s- -rt t

>?@A?rBCBD>r?EF G HF I JrK? L M @N?O GFA?tH?PFt?QF

L ?r?@JtJr ? IRy S?rus TFGJI T?UF G?I ?t?u QJtFT? GI?y TF V GVW T? U? @ J GQ NJF @JIr Q FstJ @?tF G N? T?G?PFt?Q F?? Uw QJA?R?FAJrFGVX (YrJIIJI Z[\\]^_

[C OI RG?`SM @? BC aJyIM UTQbV @AJr DC c?PFt?tFMIb V @AJr dC `J @NJr?tur EUVF T? ]C HV? UFt?s EUVFT?

eC HV? UFt?s NJr@V G? ?I N? T?t (fg hij jik)

aVIX VSIy? RJ U J@AVI R ?T?U?S QVA KJ G Q ?IR?t NJIXF I R G?JI?r @ JIF @AV UG?I GJAFQ FI R?I T?I GJrVQ? G? I @?tJrF? U ?IRy T? N?t TFQJA?A G?I M UJS GJ lJ N?t?I tF I RRF, t

J G?I?I,T?IQ VSVy?IR@VI RGF IXF@AV U T?Fr GJS ?I lur?I Ftu .>J UJ @AVIRV? N? IRy t

JrAJIX V G Q? @ N?F NJ l? S S?Iy? @J @AVX VS G?I w? GXum Zmm D TJtFGC `J G?I?I @?GQ F @V @ y?IR TFS?Q F UG?I ?G?I @JI K?TF Q JGFt?r [m [m A?r T?I QVSV @?GQ F @V @ ? T? U?Sd× 104 kali suhu.

[image:53.595.226.424.113.281.2]

Penyebab kavitasi menurut (Bachus dan Custodio, 2003) antara lain :

Tabel 2.3 Tipe Kavitasi dan Penyebabnya

n o pqrs tsu v sw x w ysz s{xu |xu

}

~h€kfzai€‚ Operasi / Desain Terjadi pada sisi hisap pompa dimana

ƒ„gu…†…en n ‡

ˆir ˆkˆn m‰ˆeng p

Š

‹Œ Ž Œ‘ Ž’

ci“”‘ai•Œ

ƒsirkul…si – …lik

d

i—…l…m sistem ‡

Operasi / Desain /

Maintenance

Terjadi pada sisi tekan, dimana fluida yang keluar dari pompa terbatas sehingga terjadi sirkulasi ulang dari

tekanan tinggi di pompa ke tekanan

rendah di impeller.

Kebisingan kavitasi akibat ini terdengar keras berderak-derak,

memalu, atau suara ketukan, dengan intensitas tertinggi terdeteksi di nosel

hisap.

˜ ™Œ Ž š› › œŒ ›žŒŸ• e

Desain /

Maintenance

Pada ujung blade, akibat terlalu sempit celah antara ujung blade dengan

cutwater. (4% dari diameter impeller)

¡

¢œ¢›š œœ•Œ Desain / Operasi/ Maintenance

Masuknya udara luar ke

system/instalasi.

£ ¤” ¥”‘ ŽŒ“Ž Desain Akibat perlengkapan pipa

2.2.3. ¦Žt §•› œtœvŽ¨”“tœ•Œ © ŽŸ(NPSH)

Terdapat 2 jenis NPSH pada pompa yakni ¦Žt §•› œtœvŽ ¨”“tœ•Œ © ŽŸ

¢ª œ‘ ¥‘ Ž (NPSHA) dan ¦ Žt §•›œtœvŽ ¨”“tœ•Œ © ŽŸ « Ž¬”œŽŸ (NPSHR). NPSHA adalah ­ ŽŸ yang dimiliki oleh zat cair pada sisi hisap pompa dikurangi dengan tekanan uap jenuh zat cair di tempat tersebut atau NPSH yang tersedia pada

instalasi pompa (Sularso, 2006). Dinyatakan dengan persamaan (2.52)

= (2.52)

dimana :

: NPSH yang tersedia (m)

® te¯°±°n²°p jenuh³kgf´m

µ ¶

® ·¸r°t jenis flui¹°³kgf´m

º ¶

® »¼½¾i¿°p st°tis ³m¶

® kerugi°n »¼ ½¾d°°lm piÀ° i¿°p³m¶

Jika zat cair dihisap dari tangki tertutup, maka harga Á½ menyatakan tekanan mutlak yang bekerja pada permukaan zat cair didalam tangki tersebut. Khususnya

jika tekanan diatas permukaan zat cair sama dengan tekanan uap jenuhnya, maka

Á½ = ÁÂ. Untuk pompa yang menghisap zat cair dari tempat terbuka, maka NPSHAdapat ditulis dengan persamaan :

= (2.53)

Jika posisi fluida lebih tinggi dari sisi hisap pompa maka»sbernilai negatif (-) dan sebaliknya.

Agar tidak terjadi penguapan zat cair, maka tekanan pada lubang masuk

pompa dikurangi dengan penurunan tekanan didalam pompa harus lebih tinggi

dari tekanan uap zat cair. ü½¾ tekanan yang besar sama dengan penurunan tekanan ini disebut NPSH yang diperlukan atau NPSHR. Agar pompa dapat

bekerja tanpa mengalami kavitasi maka syarat yang diperlukan adalah NPSH yang

tersedia lebih besar dari NPSH yang diperlukan (NPSHA> NPSHR).

Jika »¼ ½¾ total pompa pada titik efisiensi maksimum dinyatakan sebagai

Ã

Ä dan NPSH yang diperlukan untuk titik ini Ãsv

Ä, maka (koefisien kavitasi Thoma ) didefinisikan sebagai :

= (2.54)

dimana :

: koefisien kavitasi / angka Thoma

HsvN : NPSH yang diperlukan (m)

ÅÆÇÈrÉyÈÊË ÆÌÍ ÇÍ ÆÉÊÈ ÎÍtÈ ÇÍÏÐ ËÑÈÒÈ ÓÈt ÒÍtÆÉÔ ÕÊÈ ÉÒÈrÍÖÈÌÍÊr ÓÈ ÒÈ ÖÈÑ × ÈrØÙØÚ, Ç ÆÒÈ ÉÖÊÈ ÉÛÜ Ý Þ yÈ ÉÖÒÍÓÆrß ÕÊÈ ÉÒÍtÈ ÊÇÍr ÇÆ×È ÖÈ Í× ÆrÍ ÊÕÔà

= (ØÙáá)

âÈÑ×Èr ØÙØÚ. ãurÎÈã Ë Æ ÌÍ ÇÍ ÆÉã ÈÎÍtÈ ÇÍ

ã ÆäÆÓÈtÈ ÉÇÓÆÇÍ ÌÍÊÇÍÇÍÍÇÈÓ(Ý) Ò ÈÓÈt åuÖÈ ÒÍÖÕÉÈÊÈ ÉÇÆ×È ÖÈÍÓÆÉÖÖÈ ÉÔÍ ÊËÆÌÍ ÇÍÆÉ ÊÈ ÎÍtÈÇÍ Ï Ð ËÑÈ ÒÈßÈÑ Ñ ÆÉÖÐÍtÕÉÖ ÛÜÝ Þ

æ.

ÞÕ× ÕÉÖÈ ÉÉÈy ÒÈ ÓÈt ÒÍß ÍÐÈt ÓÈ ÒÈ ÓÆrÇÈÑÈ È ÉçØÙ áè).

= (ØÙáè)

ØÙØ.Ú. Ï ÆÑ ÓÆrÈtur éß ÕÍÒÈ

Ý ÈßÈÐ ÇÈtuÌÆÉËÑÆÉÈ ÊÈÎÍtÈ ÇÍ ÓÈÒÈ ÓËÑ ÓÈ sÆÉÔrÍÌÕÖÈß È ÒÈßÈÐ ÓÆrÕ× ÈÐÈÉ Ç ÕÐ ÕÌßÕÍ ÒÈÈ ÊÍ ×Èt ÓêËÇÆs ÓÆÉ ÖÕÈ ÓÈ ÉÓÈ ÒÈ tÆÊ ÈÉÈ ÉÕÈÓåÆÉÕÐ Ù éß ÕÍÒÈÑ ÆÉÖ ÕÈ Ó×Í ßÈ ÑÆÉåÈ ÒÍ ÇÈ ÉÖÈt rÆÉÒÈÐ ÈtÈu tÆÑÓÆrÈÉrtuyÈ ÑÆÉåÈ ÒÍ ÇÈ ÉÖÈt tÍ ÉÖÖÍ. Ï ÆÑÓÆrÈtur

íîíîïî ðolñòóôrñõ

ö÷ø ÷õyñ ùóøôúñ úôñó ôrûñõ ÷üó ñóøô ýôýñ -ýôýñ þñóurñõ ütrtutø ý ( ÿ ÿt ), þüôõ ñ÷üõ ñûô ñtûñõ

üsü ûñõýñúñúô õúôõ ýôýñ

í turøóüõþô ûñrüõ ñ ürñûñõ üóñr tôù úñóñ÷ ÷óü ûøó ùóøôúñ yñõ úôýüõñøôr óüôþûþôtñs ùóøôúñ, ûüüýñtñõñó ôrñõúñõüõu

û ýôýñ ùóø ûøñþôñó ôrñõñûô ñt ýü÷ñþñõ ñõýüróüõûñýñõýôýñ.

ðüróüõ ûñýñõýôýñ÷ üõü ñûñõy tuøõõr ñyüõürôúñrôùóøôúñ türþüø yñõ þürô õ úôsüø úüõñõ ûüruô ñõ tôõ ô tü ûñõ ( ) ñtñuýüõøøõñõ tü ûñõ ñõ ( ) üúøñ ùñû ôõô ÷ürø ýñûñõ ýüõ ñrø yñõ úôtô÷øóûñõ ûñrüõñ

ýüõ ñrø ü þüûñõ ùóøôúñ (ÿt ) úñõ ýüru ñ ñõ ýóñ ñó ôrñõ tür ñúô ûñüõñr ùóøôúñ ñrus ÷üõôûø ô üõø û þñóurñõõñy. ütôûñ ýôýñ utñ÷ñ úôñó ôrô ùóøôúñ yñõ ürþôùñt turøóüõ ÷ñûñùóøôúñúñó ñ÷ýôýññûñõ÷üõ ñóñ÷ô ñtñuýürø ñ ñõ ýó ññó ôrñõyñõúôýüõñøôr óüûüüýñtñõñó ôrñõ.

òó ôrñõ ùóøôúñ úñóñ÷ ýôýñ yñõ üüõø ûr ó ôõûñrñõ türñ ô ÷üõ ñúô úøñ, y

ñôtuñóôrñõ óñ÷ôõ ñr úñõ tuøóüõ îr ð óñ ñóôrñõ ô õô úñýñt úôñ÷ ñrûñõ ÷üó ñóøô ôóñõ ñõüyõ óú þyñõ÷üõøõø ûûñõ ñ ñýüõøõ ñõur tü ûñõ ñõtürñõøõ ýñúñ ýñrñ÷ütür ûürñýñtñõ( ), ûüüýññõt (V), úô ñ÷ütür ( D) úñõôþ ûþôtñs úôõ ñ÷ôû ( ). ürúñþñrûñõüõ óú þy õø ÷ür (!øóñrþí""# ÷ñûñ

Re< 2300 adalah laminar

2) 2300 <Re< 4000 adalah transisi

3) Re> 4000 adalah turbulen

Persamaan Reynolds number dinyatakan sebagai persamaan (2.57).

= = (2.57)

dimana :

Re : Reynolds number

$ % di&meter '&lur&n(m)

% m& ''& jenis flui*&(kg+m

, )

% viskosit&s d-&i mik(kg+m')

: viskositas kinematik (m2/s)

2.2.6. Menentukan Kapasitas Minimum Pengoprasian Pompa

Penomena kavitasi terjadi salah satunya karena adanya sirkulasi balik

didalam system (Internal re-circulation) terjadi pada sisi tekan, dimana fluida

yang keluar dari pompa terbatas sehingga terjadi sirkulasi ulang dari tekanan

tinggi di pompa ke tekanan rendah di impeller. Untuk menghindari terjadinya

resirkulasi maka kita harus menentukan kapasitas minimum dari pompa.

Penentuan kapasitas minimum pompa dipengaruhi oleh karakteristik impeler

seperti luas sisi masuk fluida ke impeller, celah pada sisi masuk impeller,celah

antara bilah impeller pada sisi masuk , jumlah bilah sudu impeler seperti terlihat

[image:58.595.117.515.461.707.2]

pada gambar 2.25 di bawah ini.

.= B x W x Vane (2.58)

Sin 1 = ,

( ) ( ) (2.59)

Qmin = ( )

( , ) ( / ) (2.60)

Dimana:

F = Luas sisi masuk fluida ke impeller (m)

B = Celah pada sisi masuk impeller (m)

w = Celah antara bilah impeller pada sisi masuk (m)

Vane = Jumlah bilah sudu/012324 D1 = Diameter mata/ 01 2 3 324(m)

D2 = Diameter5/6 7894 : 2/0123 324(m)

H1 = Diameter poros yang melalui mata/012 33 24(m)

U1 = Kecepatan peripheral mata/0123 324(m)

Vc = Kecepatan fluida arah aksial di mata/012 3 324(m)

1 = Sudut vektor diagram/ ; 32t(diagram/; 32tposisi sudut 1)

<=>= ?@A BCD EF EAG EH EIJK LEMJ 2.3.1. Time Domain

Pengolahan data secara time domain melibatkan data hasil pengukuran

objek pemantauan sinyal getaran, tekanan fluida kerja, temperatur fluida kerja

maupun aliran fluida kerja. Dalam kasus pengukuran temperatur dengan

thermometer yang konvensional karena karakteristik alat ukurnya, maka tidak

dapat dilakukan pengukuran temperatur secara dinamik. Demikian pula halnya

p en g u k u r

NnOPQek pemNntNR NnPSrupN sin Nyl diTNmiUV NU Nm diperlRU Nn sensor

y

Ng mnemiliki U NrN dkteristikiTNmik tertentRW

XNYPNrZWZ[\NrNU]Sr^st^U _ ^TyN` _tNt^ UaNTb ^TNY ^U

cNd^` eS T fRUR gNT OPQ SU eSYNT]NR NT aN`NY aOYN^T wNU]udS eSrt^ fNYP Nr ZWZ[aNeNt PSrR e Nd^TyN`h

ij _ ^TyN` stNt^UV N^ytud^TyN` yN T f U NrNU]Sr^st^U TyN (Y ^dN`h NYe` ^tRaOV NrNk USrQ NTyN) t^ aNUPSrR P Nk]SrkNaNewNU]u.

Zj _ ^TyN` a^TNY ^UV yN^tud^TyN` yNT f U NrNU]Sr^st^U TyN PSR P Nkr tSrk NaNe w

NU]u, dS k^T ffN t^ aNUU OTd]NTW

_ ^TyN` a^TNY ^U yN T f dSr^Tf a^tSYR^ aN`NY eg NUtSU PSrNsN` aNr^ d^TyN` fStNrNTV PN^U NT fy a^RUR g YS T ffR TNUNT lmmno np qrntn p , s^PgOYStSr, YNR eR T dSTd Og d^YeNTfNT fStNrNTW t TtRU US eSr`R NT eSTfO`Nk NT d^TyN` fStNrNT aN`NY t^YS aOYN^TV eSr`ua^eSrkNt^U NT U NrNU]Sr^st^U d^TyN` fStNrNT yNT f a^aSSU d^t O`S k

YNd^Tf-YNd^T f dS Td Og eSruS eNtNT , USuS e NtNTV aNT d^YeNTfNT fStNrNT (vw xy olm nrnz{).

ZW|.ZW }rSURSTd^bOYN^T

~S TfO`Nk NTaNtNrSUR S T d^aOYN^TRYRYTyNa^`NURU NTaS T fNT]R QR NTh N) t T]RUYSYSr^U dNNe NU NkNYe` ^tRaOdR Ntu SURS T d^r aOYN^TaN`NYPNtNs

y NTf

a^ ^z^TU NTO`S kd]NTaNrt Pj

t T]RUYSYSr^U dN

Ne NU Nk

NYe` ^tRaOR T]RUgS T]NTf r

SURS Td^ t Srt

S T]u YNd^k

PSr

NaNaN`NY

PNtNs yNT f

c

€ ntuk tuj‚ƒn k‚ƒeperl n diƒnosisg

„ƒecrƒ kt‚ƒsepno l… olpengƒhƒn sifrekuen domƒin dilƒ†‚†ƒn dengƒn

m en g k o n v ersi

†ƒn‡ƒtƒ time domƒin ke ‡ƒlƒm ensufrek idomƒiˆ‰Šƒlƒm prƒƒktikny

p ro

ses konversi ini dilƒ†‚†ƒn mengg‚ˆƒƒkn proses ‹ ‹Œ (‹ƒst ‹‚Žr Œrƒˆ‘ ’r)

ƒtƒuŒŽƒˆ‘’Ž“ ƒ‘‹‚r r ” • ƒt ‘ • rt tr– —ƒt • ƒ‡ƒ ˜ƒ“ ™ƒrš‰š›.

œƒ“™ƒrš‰š› ‚™‚ˆ˜ƒˆŒ“Š“ƒˆ‡ˆ˜ƒˆ‹r†‚‘Š“ ƒˆ

Šƒtƒ ‡“ƒˆ wƒ†žu“r‚• ƒ†ƒˆ r‘• ˆ tž ƒ– ‘ˆyƒ– ˜tƒrƒˆ … s—ˆ˜˜ƒ

†ƒrƒ†ž rst†“ƒ‘ˆ˜ -“ƒsˆ˜‘ˆyƒ–˜tƒrƒˆˆƒy t‡ƒ†ž r– —ƒt Ÿ – ƒs. Šˆ˜ƒˆ™ƒˆž‚ƒˆ †ˆ‘ • ‡rt ‹‚r r, “ƒ†ƒ ‘ˆƒ–y ˜tƒrƒˆ ˆ ‡ƒ• ƒt ‡•–ƒ— -• – ƒ— “ˆŸ ƒ‡ †“• ˆˆ ‡ƒ– ƒ“ ™ˆž‚† ‘ˆyƒ– ‘ˆ‚‘ yƒˆ˜ ’r†‚ˆ‘ˆyƒ “ r‚• ƒ†ƒˆ ’r†‚ˆ‘ -’r†‚