PENGAMATAN LIMIT KAVITASI PADA CAVITATION DEMONSTRATION UNIT (CDU)

(1)

PENGAMATAN LIMIT KAVITASI PADA CAVITATION DEMONSTRATION UNIT (CDU)

Teknik Mesin Kilang, PEM Akamigas, Jl. Gajah Mada No.38, Cepu, Blora, Jawa Tengah, 58315.

ABSTRAK

“Kavitasi adalah timbulnya gelembung-gelembung dalam aliran fluida akibat penurunan tekanan sehingga tekanan tersebut di bawah tekanan uap jenuhnya. Dilihat dari penurunan sistem kerja pompa saat beroperasi kemudian timbul suara dan getaran, dapat dipastikan bahwa pompa tersebut mengalami kavitasi. Dampak negative dari kavitasi sendiri ialah rusaknya instalasi dan pompa, casing dan sudu yang berupa lubang-lubang (pitting) pada dinding casing maupun pada permukaan sudu tersebut. Penelitian ini dilakukan untuk melihat bagaimana awal mula gelembung kavitasi muncul sampai gelembung itu menjadi besar, perubahan tersebut dilakukan dengan mengubah putaran pompa dan mengubah debit aliran dengan cara variasi katup (valve), kemudian dilakukan perbandingan dengan kondisi sebelum terjadi kavitasi. Munculnya indikasi kavitasi terlihat pada pengamatan yang dilakukan dengan menggunakan 3 variable perubahan yaitu perubahan putaran (n), temperatur (T), dan kapasitas (Q). Pada percobaan I mengatur kapasitas aliran (Q) atau bukaan valve, gelembung kavitasi muncul pada bukaan valve = 40⁰ dan putaran pompa tetap = 50Hz dengan suhu = 36⁰C. Pada percobaan II dengan mengatur putaran pompa (n), gelembung kavitasi muncul pada putaran pompa (n) = 34Hz kapasitas aliran (Q) atau bukaan valve tetap = 90⁰ dengan suhu = 38⁰. Pada percobaan III dengan mengatur suhu gelembung kavitasi muncul pada kapasitas aliran (Q) atau bukaan valve = 45⁰ dan putaran pompa atau n = 40Hz. Dari ke 3 percobaan tersebut, dapat disimpulkan bahwa gelembung kavitasi akan mudah terbentuk jika ada kenaikan kapasitas aliran (Q), putaran pompa (n), dan temperatur cairan. Saran agar gelembung kavitasi tidak muncul dalam pengoperasian, lebih dianjurkan pompa dioperasikan dibawah limit kavitasi.

Kata Kunci: Kavitasi, Pompa Sentrifugal, Kondisi Operasi.

PENDAHULUAN

Kavitasi merupakan venomena perubahan fase uao dari zat cair yang sedang mengalir, karena tekanannya berkurang hingga di bawah tekanan uap jenuhnya. Bagian yang sering mengalami kavitasi yakni pada bagian penghisap pompa. Contoh sederhana terjadinya fenomena kavitasi ini ketika air yang memiliki tekanan 1 atm akan mendidih dan menjadi uap pada suhu 100⁰C. Akan tetapi, apabila tekanan air tersebut dikurangi, maka titik didih air tersbut juga akan berkurang hingga suhu kamar (Karassik, 19976)

Pada tahun 1976, Karassik pada penelitiannya menemukan bahwa awal terbentuknya gelembung udara hinga gelembung udara tersebut pecah memerlukan waktu sekitar 0,003 detik.

Gelembung ini akan terbawa aliran fluida sampai akhirnya berada pada daerah yang Putri Ima Mellisa*, Susilo Handoko

(2)

mempunyai tekanan lebih besar daripada tekanan uap jenuh cairan. Pada daerah tersebut gelembung akan pecah dan akan menyebabkan shock pada dinding didekatnya. Peristiwa ini akan menyebabkan terjadinya kerusakan mekanis pada pompa sehingga menyebabkan dinding akan berlubang atau bopeng, disebut juga dengan erosi kavitasi sebagai akibat gelembung- gelembung uap yang pecah pada dinding secara terus menerus.

PEMBAHASAN

Data spesifikasi Cavitation Demonstration Unit (CDU)

Tabel 1. Data Spesifikasi dari Cavitation Demonstration Unit (CDU)

Spesifikasi Deskripsi

Instrumentation Work

Control Valve Pengaturan aliran fluida

Pressure Transmitter Pengukuran tekanan fluida Temperatur Transmitter Pengukuran suhu fluida

Flowmeter Pengukuran aliran fluida

Terminal Blok Terminasl elektrikal

Automation and Control Work

Central Processing Unit Processor controller utama Interfacing Board Komunikasi antar muka komputer

Option Board Komunikasi antar muka RS422

Analog Inout Board Terminal input analog

Digital Input Board Terminal input digital

Power Suplai Catu daya

Touchscreen HMI Human Mechin Interface

Pompa Sentrifugal Penggerak fluida

Venturi Tube Membuat tabulasi proses gelembung

Storage Tank Tangki dengan elemen pemanas

(3)

Gambar 1. Desain Process Flow Diagram Cavitation Berikut data pengamatan yang di ambil berdasarkan langkah di atas:

Tabel 2. Data operasi menggunakan variasi putaran pompa (n) Putaran

Pompa

Suhu

cairan Kapasitas

PT 1 PT 2 Gelembung Valve

(n) (T) (Q)

(Hz) (⁰C) (liter/menit) (kpa) (kpa) % (⁰)

26 37⁰ 12 80 185 Belum

muncul bubble

Dengan bukaan valve 90⁰

28 37⁰ 12 96 180 Belum

muncul bubble

30 37⁰ 13 111 168 Belum

muncul bubble

32 38⁰ 14 126 158 Belum

muncul bubble

34 38⁰ 14 144 140 Muncul bubble

kecil

38 39⁰ 17 183 134 Muncul bubble 2

kali

40 40⁰ 19 203 125 Bubble besar

42 40⁰ 20 229 134 Bubble besar

44 41⁰ 20 254 138 Bubble besar

46 42⁰ 15 279 146 Bubble besar

48 43⁰ 18 307 149 Bubble besar

50 44⁰ 25 339 157 Bubble besar

(4)

Tabel 3. Data Operasi Variasi Valve Kapasitas

aliran

Suhu cairan

Putaran Pompa

PT 1 PT2 Gelembung Valve

(Q) (T) (n)

(litar/menit) (⁰C) Hz (Kpa) (Kpa) (%) (⁰)

x

36⁰ 50 109 128 Bubble Buka valve 40⁰

Tabel 4. Data Operasi Variasi Temperatur Putaran

Pompa Suhu cairan Kapasitas

PT 1 PT 2 Gelembung Valve

(n) (T) (Q)

(Hz) (⁰C) (liter/menit) (kpa) (kpa) (%) (⁰)

50 36⁰

x

8 240 Tidak ada

bubble 20

50 37⁰ 19 233 Tidak ada

bubble 30

50 37⁰ 31 223 Tidak ada

bubble 40

50 38⁰ 45 211 Indikasi bubble

terlihat 50

50

40⁰ 65 190

Bubble perlahan bertambah

60 50

40⁰ 89 188

Bubble semakin

banyak

70

50 43⁰ 114 255 Bubble 80

50 44⁰ 109 134 Bubble 90

(5)

KESIMPULAN

Berdasarkan penelitian Cavitationn Demonstration Unit (CDU) yang dilakukan dapat diketahui bahwa data operasi yang didapat selama melakukan praktik kerja lapangan sebagai berikut:

Batas maksimum terjadinya kavitasi yaitu pada putaran pompa 50Hz dengan variasi valve membuka 90⁰. Dapat dilihat dari ke-tiga percobaan tersbut terdapat berbagai variasi yaitu pada percobaan pertama mengatur kapasitas aliran (Q) atau bukaan valve, gelembung kavitasi muncul pada bukaan valve = 40⁰ dan putaran pompa tetap 50Hz dengan suhu = 36⁰C.

Pada percobaan ke-dua dengan mengatur putaran pompa (n), gelembung kavitasi muncul pada putaran = 34Hz kapasitas aliran (Q) atau bukaan tetap valve = 90⁰ dengan suhu = 38⁰. Pada percobaan ke-tiga dengan mangatur suhu gelembung kavitasi muncul pada kapasitas aliran (Q) atau bukaan valve = 45⁰ dan putaran pompa (n) = 40Hz. Namun penulis masih

mengembangkan untuk tahap pengoperasian yang akan datang untuk meneliti munculnya kavitasi dengan lebih detail dan teliti.

DAFTAR PUSTAKA

1. Muis, Abdul dkk. 2019. “KARAKTERISTIK KAVITASI PADA POMPA

SENTRIFUGAL” dalam Jurnal Mekanika, Vol. 10 No.2 (hlm. 965-974). Fakultas Teknik Universitas Tadulako.

2. Effendy, Marwan dan Wijayanto. 2010. “APLIKASI RESPONSE GETARAN UNTUK MENGANALISIS FENOMENA KAVITASI PADA INSTALASI POMPA SENTRIFUGAL” dalam Jurnal Penelitian Sains & Teknologi, Vol. 11, No. 2 (hlm. 191- 206). Surakarta : Fakultas Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. Delly, Jenny. 2009. “PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP TERJADINYA KAVITASI PADA SUDU POMPA SENTRIFUGAL” dalam Dinamika Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, Vol. 1, No. 1 (ISSN : 2085-8817). Kendari : Fakultas Teknik Universitas Haluoleo.

4. “Cavitation”. Wikipedia. Ensiklopedia Gratis. 8 Jun 2021.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Cavitation.

5. J. Karassik Igor dkk. “PUMP HANDBOOK Fourth Edition”. The McGraw-Hill Companis Inc. united states of America.

6. Brennen, C. E. 1995. “Cavitation and Bubble Dynamics”. New York : Oxford University Press.

7. Franc, Jean-Pierre,. Michel, Jean-Marie,. 2005. “Fundamental of Cavitation”. Springer Netherland : Springer Science+Business Media B.V.

Sularso, Haruo T. 1994. “POMPA DAN KOMPRESOR Pemilihan Pemakaian Pemeliharaan”. Jakarta : Pt. Pradya Paramita.