TUGAS AKHIR PENGARUH KAVITASI TERHADAP FENOMENA GETARAN PADA POMPA SENTRIFUGAL DENGAN SENSOR PIEZOELEKTRIK.

i

TUGAS AKHIR

PEN GARU H K AV I T ASI T ERH ADAP FEN OM EN A GET ARAN

PADA POM PA SEN T RI FU GAL DEN GAN

SEN SOR PI EZ OELEK T RI K

Disusun oleh

SYAIFUDDIN ZUHRI

D 200 090 042

J U RU SAN T EK N I K M ESI N FAK U LT AS T EK N I K

U N I V ERSI T AS M U H AM M ADI Y AH SU RAK ART A

ii

PERNYATAAN KEASLIAN TOPIK TUGAS AKHIR

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa usulan judul tugas akhir “Pengaruh

Kavitasi Terhadap Fenomena Getaran Pada Pompa Sentrifugal Dengan Sensor

Piezoelektrik”, yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat

sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi

yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar

kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau Instansi

manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana

mestinya.

Surakarta, 24 Juni 2011

Yang Menyatakan,

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas Akhir berjudul “ Pengaruh Kavitasi Terhadap Fenomena Getaran Pada

Pompa Sentrifugal Dengan Sensor Piezoelektrik”, telah disetujui oleh Pembimbing

dan diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1

pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan Oleh:

Nama : SYAIFUDDIN ZUHRI

NIM : D 200 090 042

Disetujui Pada:

Hari : __________________________

Tanggal : __________________________

Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping

iv

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas Akhir berjudul “ Pengaruh Kavitasi Terhadap Fenomena Getaran Pada

Pompa Sentrifugal Dengan Sensor Piezoelektrik” telah dipertahankan di hadapan

Tim Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh

derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama : SYAIFUDDIN ZUHRI

NIM : D 200 090 042

Disahkan pada :

Hari :

Tanggal :

Tim Penguji :

Ketua : Wijianto, ST, M.Eng, Sc. (………..)

Anggota 1 : Ir. Sunardi Wiyono, MT. (………..)

Anggota 2 : Ir. Subroto, MT. (………..)

Dekan, Ketua Jurusan,

v

vi

MOTTO HIDUP

Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya. Ia

mendapat pahala (dari kebajikan) yang diusahakannya dan ia mendapat siksa (dari

kejahatan) yang dikerjakannya. (Mereka berdoa): “Ya Tuhan kami, janganlah Engkau

hukum kami jika kami lupa atau kami tersalah. Ya Tuhan kami, janganlah Engkau

bebankan kepada kami beban yang berat sebagaimana Engkau bebankan kepada

orang-orang sebelum kami. Ya Tuhan kami, janganlah Engkau pikulkan kepada kami

apa yang tak sanggup kami memikulnya. Beri ma’aflah kami; ampunilah kami; dan

rahmatilah kami. Engkaulah Penolong kami, maka tolonglah kami terhadap kaum yang

kafir

(Al-Baqarah : 286)

“Setelah satu pintu tertutup, pintu lainnya terbuka; tetapi kerap kali kita terlalu lama

memandangi dan menyesali pintu yang telah tertutup sehingga kita tidak melihat pintu

yang telah dibuka untuk kita”.

(Alexander Graham bell)

Pelajari ilmu agar hidupmu mudah, dalami agamamu agar hidupmu terarah

vii

Pengaruh Kavitasi Terhadap Fenomena Getaran Pada Pompa

Sentrifugal Dengan Sensor Piezoelektrik

Syaifuddin Zuhri, Wijianto, ST, M.Eng, Sc. , Ir. Sunardi Wiyono, MT. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan Kartasura email : zuhri_komplong@yahoo.com

RINGKASAN

Pompa adalah alat yang digunakan untuk memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui media perpipaan dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung secara terus menerus. Masalah yang sering dijumpai saat pengoperasian pompa yaitu terjadinya penurunan tekanan yang besar pada sisi hisap. Bila tekanan turun hingga di bawah tekanan uap jenuh air akan menyebabkan terjadinya kavitasi. Penelitian ini menyelidiki tentang fenomena getaran yang terjadi pada pompa sentrifugal dalam kondisi normal dan kavitasi..

Pelaksanaan eksperimen diawali percobaan pompa pada kondisi normal dengan diambilnya sampel getaran yang terjadi secara acak pada aplikasi software accelerometer. Eksperimen kedua degan percobaan kondisi kavitasi. Indikasi yang menunjukkan terjadinya kavitasi adalah dengan pemasangan acrylic pipe disisi sunction pompa. Pada saat terjadi penurunan tekanan mulai muncul gelembung uap yang secara teori gelembung itu akan pecah menjadi gelembung-gelembung kecil pada saluran pipa atau wilayah dekat pompa, setelah itu gelembung-gelembung akan pecah pada tekanan yang lebih tinggi. Pengambilan sampel getaran yang terjadi diambil secara acak dengan aplikasi software accelerometer.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa putaran pompa mempengaruhi terhadap frekwensi getaran yang terjadi, yang mana hubungannya sebanding, pada kondisi normal dimulai dari 1433 rpm dengan frekwensi getaran 2555 hertz, frekwensi akan semakin meningkat seiring dengan kuantitas putaran yang terjadi yaitu pada 2935 rpm dengan frekwensi 5235 hertz. Sedangkan pada kondisi kavitasi dimulai dari 1428 rpm dengan frekwensi 2792 mengalami peningkatan pada 2931 rpm pada frekwensi 5731 hertz.

viii

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillahi rabbil‘alamin kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas

berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat

terselesaikan.

Tugas Akhir berjudul “ Pengaruh Kavitasi Terhadap Fenomena Getaran Pada

Pompa Sentrifugal Dengan Sensor Piezoelektrik”, dapat terselesaikan atas

dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala

ketulusan dan keiklasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan

yang sebesar-besarnya kepada :

Ir. Agus Riyanto SR, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

Ir. Sartono Putro, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah

Wijianto, ST, M.Eng, Sc, selaku dosen pembimbing utama, terimakasih atas

waktu, pengarahan, bimbingan, saran dan dorongannya dalam menyelesaikan

Tugas Akhir ini.

Ir. Sunardi Wiyono, MT , selaku dosen pembimbing pendamping, terimakasih

atas waktu, pengarahan, bimbingan, saran dan dorongannya dalam

ix

DAFTAR ISI

Halaman Judul ... i

Pernyataan Keaslian Skripsi ... ii

Halaman Persetujuan ... iii

Halaman Pengesahan ... iv

Lembar Soal Tugas Akhir ... v

1.3 Tujuan Penelitian ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 3

1.5 Sistematika penulisan ... 3

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustaka ... 4

x METODELOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian ... 17

3.2 Alat Penelitian ... 18

3.3 Bahan Penelitian ... 20

3.4 Langkah Penelitian ... 21

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data hasil pengujian ... 23

4.1 Analisis hasil spektrum frekwensi ... 24

KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan ... 29

5.2 Saran ... 29

DAFTAR PUSTAKA

xi

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 2.1. Penempatan sensor getaran dan alat ukur pada pompa

sentrifugal, pada posisi (a) horisontal, (b) vertikal ...5

Gambar 2.2. Spektrum analisis getaran pompa karena kavitasi dengan cara penurunan tekanan isap pomp ...5

Gambar 2.3. Prediksi umur pompa dalam waktu 6 tahun ...6

Gambar 2.4. Frekuensi kavitasi pompa sentrifugal ...7

Gambar 2.5. Periode dalam satu seikel ...8

Gambar 2.6. Amplitudo. ...9

Gambar 2.7. Frekwensi harmonis ...9

Gambar 2.8. Sistem mekanis pompa sentrifugal ...10

Gambar 2.9. Pompa sentrifugal tipe TC 1,5 debit 6 m3/jam ...11

Gambar 2.10. Jenis impeler berdasarkan kontruksinya ...12

Gambar 2.11. Head Pompa ...13

Gambar 3.1. Skema Diagram alir ...17

Gambar 3.2. Alat dan bahan penelitian fenomena getaran ...20

Gambar 4.1. Signal getar pada pompa kondisi normal ...25

Gambar 4.2. Signal getar pada kondisi diinjeksi udara ...25

Gambar 4.3. Hubungan frekuensi dan putaran kondisi normal ...26

Gambar 4.4. Hubungan frekuensi dan putaran kondisi diinjeksi udara ...27

xii

DAFTAR SIMBOL

sv

h = NPSH yang tersedia ... m

hls = Kerugian head di dalam pipa isap ... m

hs = Head isap statis ... m

NPSHA = Nilai head positif section yang tersedia pada instalasi ... m

NPSHR = Nilai head positif section yang yang diperlukan ... m

Pa = Tekanan atmosfir ... kg/cm2

Pv = Tekanan uap jenuh ... kg/cm2

Rpm = Putaran per menit ... rpm Ρ = Densitas dari fluida ... kg/m3 γ = Berat zat cair per satuan volume ... Kg/m3 σ = Koefisien bilangan kavitasi

ω = Kecepatan sudut ... rad/s f = Frekwensi ... Hz v = Kecepatan ... m/s

a = Percepatan ... m/s2