Perhitungan Head Dan Spesifikasi Pompa

(1)

Kapasitas :

Qw = 70 m3/jam = 308.23 USGPM = 1,166.67 l/mnt = 1.17 m3/mnt = 0.019 m3/dt Data liquid :

1. Viskositas µ = 9.98E-02 kgf/m.s = 9.98E-04 kgf/cm.s = 2. Viskositas kinematik n = 1.00E-04 m²/s = 1.00E+00 cm²/s

3. Berat Jenis g = 998.3 kgf/m³ = 0.000998 kgf/cm³ = 0.9983 ton/m³

4. Tekanan uap jenuh rsat = 0 kgf/m² = 0 kgf/cm²

Kondisi inlet dan outlet 1. Kondisi inlet

a. Qin = 70 m3/jam = 308.23 USGPM = 1,166.67 l/mnt = 1.17 m3/mnt = 0.019 m3/dt

b.r in = 50000 kgf/m² = 5 kgf/cm²

c. Diameter pipa = 4 inch = 0.1016 m = 10.16 cm = 101.6 mm

2. Kondisi outlet

a. Qout = 70 m3/jam = 308.23 USGPM = 1,166.67 l/mnt = 1.17 m3/mnt = 0.01944 m3/dt

b.r out = 50000 kgf/m² = 5 kgf/cm²

c. Diameter pipa = 4 inch = 0.1016 m = 10.16 cm

Perhitungan Total Head

► ha = beda tinggi antara titik outlet dengan inlet ha = -3 + 10

= 7 m

►D hp = perbedaan head tekanan statis antara titik outlet dengan inlet = hp(out) - hp(in) hp(out) = r out (kgf/m²) g (kgf/m³) = 50.09 hp(in) = r in (kgf/m²) g (kgf/m³) = 50.09 D hp = 0.00

Perhitungan friction losses di pipa, katup, fitting, dllnya (hl) 1. Penentuan kecepatan aliran (v)

LAMPIRAN - 1

PERHITUNGAN POMPA AIR UNTUK PELABUHAN GORONTALO

Hw = ha + D hp + hl + 0.5 g (Vout² - Vin²)

(2)

► Kondisi inlet

a. v in = 2.40 m/dt

► Kondisi outlet

a. v out = 2.40 m/dt

2. Penentuan losses pipa lurus (Hf)

► Menggunakan Hazen-Williams Formula (untuk jalur pipa yang panjang)

C = 130 untuk PVC

D = pipe inside diameter (meter) Q = Flow rate m³/dt

L = pipe length (meter) a. Kondisi inlet L = 10.00 m Hf = 0.61 m b. Kondisi outlet L = 231.30 m Hf = 14.19 m

► Add with Ageing Factor (AF) a. Kondisi inlet AF = 1.30 m Hf = 0.80 m b. Kondisi outlet AF 1.30 m Hf = 18.45 m

3. Penentuan losses pada assesoris pipa (hf) Rumusan Euler : I. Pada Elbow a. Kondisi inlet R = 9 inch q = 90 derajat x= 0.13 m hf = 0.0386 m S elbow = 1.00 buah hf total = 0.04 m b. Kondisi outlet R = 9 inch q = 90 derajat x= 0.13 m hf = 0.0386 m S elbow = 16.00 buah hf total = 0.62 m

Hf = 10.666 x C.E-1.85 x D.E-4.87 x Q.E1.85 x L

x = (0.131 + (1.847*(D/2R)^3.5)) * (q/90)^0.5

(3)

II. Pada Suction nozzle

x= 0.50 m (from tabel)

hf = 0.1469 m

S = 1.00 buah

hf total = 0.15 m

III. Pada Discharge nozzle

x= 1.00 m (from tabel)

hf = 0.2938 m

S = 1.00 buah

hf total = 0.29 m

IV. Pada valve and strainer at pipeline a. Kondisi inlet x= 2.64 m (from tabel) hf = 0.7756 m S = 2.00 buah hf total = 1.55 m b. Kondisi outlet x= 2.64 m (from tabel) hf = 0.7756 m S = 1.00 buah hf total = 0.78 m

V. Pada sectional change (sudden enlargement) at pipeline a. Kondisi inlet x= 0.99 m (from tabel) hf = 0.2908 m S = 1.00 buah hf total = 0.29 m b. Kondisi outlet x= 0.99 m (from tabel) hf = 0.2908 m S = 0.00 buah hf total = 0.00 m

VI. Pada sectional change (sudden contraction) at pipeline a. Kondisi inlet x= 0.50 m (from tabel) hf = 0.1469 m S = 0.00 buah hf total = 0.00 m b. Kondisi outlet x= 0.50 m (from tabel) hf = 0.1469 m S = 0.00 buah hf total = 0.00 m

VII. Pada sectional change (gradual contraction and gradual enlargement) a. Kondisi inlet x= 0.18 m (from tabel) hf = 0.0526 m S = 0.00 buah hf total = 0.00 m b. Kondisi outlet x= 0.18 m (from tabel) hf = 0.0526 m S = 0.00 buah hf total = 0.00 m

(4)

VIII. Pada T-pipe a. Kondisi inlet x= 1.25 m (from tabel) hf = 0.3672 m S = 0.00 buah hf total = 0.00 m b. Kondisi outlet x= 1.25 m (from tabel) hf = 0.3672 m S = 3.00 buah hf total = 1.10 m

IX. Pada angle hinge a. Kondisi inlet x= 1.00 m (from tabel) hf = 0.2938 m S = 0.00 buah hf total = 0.00 m b. Kondisi outlet x= 1.00 m (from tabel) hf = 0.2938 m S = 0.00 buah hf total = 0.00 m

Sehingga total losses di pipa dan assesoris pipa : a. Kondisi inlet : 2.83 m

b. Kondisi outlet : 21.24 m 24.06 m Maka Total Head :

Hw = 31.06 m  34.1714 m (untuk overhead 10%)

hw = 0.70

Perhitungan Faktor Koreksi

Digunakan apabila viskositas suatu zat cair lebih tinggi dari viskositas air Koefisien koreksi : Cq = 1.00 (dari grafik) Ch = 1.00 (dari grafik) Ch = 1.00 (dari grafik) Sehingga : Qo = 70 m3/jam = 308.23 USGPM = 1,166.67 l/mnt = 1.17 m3/mnt = 0.019 m3/dt Ho = 34.17 m ho = 0.70

Perhitungan daya pompa 1. Water power g in ton/m³ Ho in m Qo in m³/mnt Pw = 6.49 kW = 8.82 PS = 8.70 HP 53.20 72.33 71.34 TOTAL LOSSES (hl) : Hw = ha + D hp + hl + 0.5 g (Vout² - Vin²) Pw = 0.163 * g * Ho * Qo ……..(kW)

(5)

2. Shaft power

ho in % Pw in kW

Pp = 9.27 kW = 12.60 PS = 12.43 HP

76.00 103.33 101.92

3. Output of drive unit

h (efficiency of transmission unit) in % a (margin factor) h = 1.00 (dari tabel) 1.00 a = 0.10 (dari tabel) 0.10 49.21053 61.51316 Pm = 10.19 kW = 13.86 PS = 13.67 HP Pp = Pw/ho ……..(kW) Pm = Pp*(1+a)/h ……..(kW)

(6)

Hazen-Williams Coefficient c

-ABS - Acrylonite Butadiene

Styrene 130 Aluminum 130 - 150 Asbestos Cement 140 Asphalt Lining 130 - 140 Brass 130 - 140 Brick sewer 90 - 100

Cast-Iron - new unlined (CIP) 130

Cast-Iron 10 years old 107 - 113

Cast-Iron 40 years old 64-83

Cast-Iron, asphalt coated 100

Cast-Iron, cement lined 140

Cast-Iron, bituminous lined 140

Cast-Iron, sea-coated 120

Cast-Iron, wrought plain 100

Cement lining 130 - 140

Concrete 100 - 140

Concrete lined, steel forms 140

Concrete lined, wooden forms 120

Concrete, old 100 - 110

Copper 130 - 140

Corrugated Metal 60

Ductile Iron Pipe (DIP) 140

Ductile Iron, cement lined 120

Fiber 140

Fiber Glass Pipe - FRP 150

Galvanized iron 120

Glass 130

Lead 130 - 140

Metal Pipes - Very to extremely

smooth 130 - 140

Plastic 130 - 150

Polyethylene, PE, PEH 140

Polyvinyl chloride, PVC, CPVC 130

Smooth Pipes 140

Steel new unlined 140 - 150

Steel, corrugated 60

Steel, welded and seamless 100

Steel, interior riveted, no

projecting rivets 110

Steel, projecting girth and

horizontal rivets 100

Steel, vitrified, spiral-riveted 90 - 110

Steel, welded and seamless 100

Tin 130

Vitrified Clay 110

Wrought iron, plain 100

(7)

Wooden or Masonry Pipe -

Smooth 120

(8)

alt full 4 inchi

Direncanakan akan dibuat instalasi Plumbing dan Penentuan Spesifikasi Pompa, dari Tandon Air ke kapal. Jenis Pipa : PVC. A. Data yang diperlukan untuk penentuan Spesifikasi Pompa sebagai berikut :

1. Kapasitas Aliran Air/Debit Air

2. Jenis Zat Cair

3. Head Total Pompa

4. Kondisi Isap

5. Kondisi Keluar

6. Jumlah Pompa

7. Kondisi Kerja

8. Penggerak Pompa

9. Gambar Instalasi Pompa dan Plumbing

B. Perhitungan masing-masing parameter diatas sebagai berikut :

1. Kapasitas Aliran Air/Debit Air (Q), (m3/Jam)

a. Q aliran Air dalam satuan m3/jam :

Kapasitas Aliran sebesar = Ton/jam = USGPM = l/mnt = m3/mnt = m3/dt

b. Diameter Isap Pompa (mm) :

Ditentukan dengan berdasarkan Tabel 2.10 hal 23, Sularso, Tahara dengan hasil sebagai berikut :

Q pompa = 0,4167 m3/menit diperoleh Disap pompa = 80 - 100 mm (3 - 4 inchi) = inchi = m

Dengan ketentuan bahwa Disap pipa tidak boleh lebih kecil dari Disap pompa

(Disap pipa > Disap pompa), untuk menghubungkan keduanya dipakai Reduser.

2. Jenis Zat Cair

Zat Cair yang dialirkan adalah Air, dengan diasumsikan sesuai Tabel 2.12 hal 24, Sularaso, Tahara , pada tekanan dibawah 1 atm, suhu 20C – 30C), 1 atm = 101,3 kPa.

Massa Jenis (Kerapatan Air) = kg/l

3. Head Total Pompa, H (m)

Head Total Pompa ditentukan dari kondisi Instalasi Plumbing yang akan dilayani oleh Pompa. Head Total dapat diperoleh dengan rumus sebagai berikut :

Dengan masing-masing parameter diasumsikan sebagai berikut :

Hstat =Head Statis Total, perbedaan tinggi muka air antara pipa isap dengan tinggi

muka air pipa keluar (muka air tangki kapal

∆hp =perbedaan tekanan pada permukaan air pada pipa isap dan pipa keluar, ditetapkan hp = atm = kPa

H1 =kerugian head di pipa, belokan, sambungan dll

Vd2/2g =head kecepatan keluar (m), dengan g = 9,8 m/s

2

1 101.3

PERHITUNGAN HEAD DAN SPESIFIKASI POMPA

UNTUK DISTRIBUSI AIR DARI TANDON KE KAPAL PADA PELABUHAN XXXXXXXX

4 25 110 416.67 0.1016 0.4167 0.0069 0.9983

(9)

a. Menentukan Hstat (m) (sesuai Gambar 1) : dimana : hs = meter hd = meter Maka Hstat = meter

b. Head Kerugian (h1) ditentukan sebagai berikut :

 Menentukan hf pada Pipa Isap yang masuk ke dalam Pompa

Ø pipa = inchi = meter

Pjg pipa (L) hisap = meter

C untuk PVC =

Q = Ton /Jam = m3/dtk

Jenis Bahan Hazen-Williams Coefficient ( C )

ABS - Acrylonite Butadiene Styrene

Aluminum 130 - 150

Asbestos Cement

Asphalt Lining 130 - 140

Brass 130 - 140

Brick sewer 90 - 100

Cast-Iron - new unlined (CIP)

Cast-Iron 40 years old 64-83

Cast-Iron, asphalt coated Cast-Iron, cement lined Cast-Iron, bituminous lined Cast-Iron, sea-coated Cast-Iron, wrought plain

Cement lining 130 - 140

Concrete 100 - 140

Concrete lined, steel forms Concrete lined, wooden forms

Concrete, old 100 - 110

Copper 130 - 140

Corrugated Metal Ductile Iron Pipe (DIP) Ductile Iron, cement lined Fiber

Fiber Glass Pipe - FRP Galvanized iron Glass

Lead 130 - 140

Metal Pipes - Very to extremely smooth 130 - 140

Plastic 130 - 150

Polyethylene, PE, PEH Polyvinyl chloride, PVC, CPVC 130 0.1016 25 0.0069 150 120 130 140 130 140 120 60 140 120 140 130 100 140 140 120 100 -1 130 140 13.5 12.5 4 3.8

(10)

Smooth Pipes

Steel new unlined 140 - 150

Steel, corrugated Steel, welded and seamless

Steel, interior riveted, no projecting rivets Steel, projecting girth and horizontal rivets

Steel, vitrified, spiral-riveted 90 - 110 Steel, welded and seamless

Tin Vitrified Clay Wrought iron, plain

Wooden or Masonry Pipe - Smooth

Wood Stave 110 - 120

v= = m/detik

Kerugian Head (hf) dapat ditentukan dengan persamaan Hazen Williams sebagai berikut :

= = meter

 Menentukan h_fpada Pipa keluar dari Pompa, Dengan Ø pipa = 2 inchi

Pjg pipa (L) hisap = meter

C untuk PVC =

Q = Ton /Jam = m3/dtk

= = meter

 Kerugian hv pada katup isap dan saringan (pada pipa isap menuju ke pompa)

Dengan :

fv : Koefisen kerugian katup (katup isap dan saringan) =

(sesuai Tabel 2.20, hal 39, Sularso, Tahara) g : gravitasi = 9,8 m/s2

v : kecepatan rata-rata di penampang masuk pipa = m/dtk

= = m 19.6 0.0715 0.124231 4 0.1016 0.8566 1.91 1.401373 233.77 130 25 0.0069 0.253404 2.0398 0.004119 0.124231 0.0332 4 0.1016 0.008107 0.8566 110 100 120 110 100 100 130 60 100 140 0.0069

(11)

 Kerugian hv pada ujung pipa keluar dan saringan (pada pipa keluar menuju ke tangki kapal)

Jumlah Outlet = outlet

Dengan :

fv : Koefisen kerugian katup (katup isap dan saringan) =

(sesuai Tabel 2.20, hal 39, Sularso, Tahara) g : gravitasi = 9,8 m/s2

v : kecepatan rata-rata di penampang masuk pipa = m/dtk

= = m

Total hf = meter

 Kerugian pada Belokan (elbow)

a) Belokan θ = 900, diasumsikan berjumlah 4 buah untuk Ø pipa = 4 inchi = 100 mm = 0,1m

Jumlah = buah

θ = derajat

f = ( + + + 1 =

hf =

Total hf = meter

b) Belokan θ = 1350, diasumsikan berjumlah 2 buah untuk Ø pipa = 4 inchi = 100 mm = 0,1m

Jumlah = buah

θ = derajat

f = ( + + x =

hf =

Total hf = meter

Sehingga Total h1 = meter

Dengan demikian Head Total Pompa (H) dapat ditentukan sebagai berikut :

H = + + + = meter

H untuk overhead 15% = meter ~ meter

16.185 18.612 19 3.647236 12.5 0 3.6472 0.7337 19.6 0.131 1.847 0.0934 2.536983 0.095 0.1899 1 2.071438 0.0775 1.1631 2 135 4 0.1016 90 4 0.1016 0.131 1.847 0.0934 0.733703 0.0374 19.6 4 0.1497 15 4 0.1016 1 0.8566

(12)

4. Penentuan NPSH (NET POSITIVE SUCTION HEAD/HEAD ISAP POSITIF) = = Dimana : hsv = NPSH yang tersedia (m) Pa = Tekanan Atmosfir (kgf/m2) = kgf/cm 2 = kgf/m2

Pv = Tekanan Uap Jenuh (kgf/m2) = kgf/cm 2

= kgf/m2 (pada suhu 20C)

= Berat Zat Cair per satuan volume (kgf/m3) = kgf/m2 hs = Head Isap Statis (m) = meter (permukaan air diatas pompa)

hls = Kerugian Head di dalam pipa isap (m) pipa masuk + katup masuk + elbow =

= 0,0234+(2x0,653)+0,601 = meter

Maka :

=

hsv = - +

-= - _+ - = m (NPSH Tersedia)

5. Penentuan Putaran dan Daya Motor Sesuai Gbr 2.25 hal 52 Sularso

10.377 0.2393 1 1.9304 9.2069 995.7 1 1.9304 10332 995.7 238.3 995.7 1 1.9304 1.0332 10332 0.02383 238.3

(13)

Q = m3/menit

H = meter

Sehingga : 65 x 50B2 – 53,7

Diartikan :

- Diameter isap pompa = mm = inchi ~ inchi

- Diameter keluar = mm = inchi ~ inchi

- Daya Motor = kWatt = HP ~ Kwatt (untuk safety )

- Jumlah kutub = Kutub (untuk motor listrik)

6. Perhitungan Efisiensi Pompa (η)

Dimana :

γ = Berat Air per satuan Volume = 0,9957 kgf/l

Q= Kapasitas Aliran = m3/menit

H = Head Total = meter

P = kW Pw = kW Efisiensi Pompa (η) = Pw = % P 3 2 3.7 34.018 0.4167 18.61 2.5591 1.9685 4.9618 4 3.7 1.26 1.26 19 65 50 3.7 2 0.42