SIMULASI PERANCANGAN POMPA SENTRIFUGAL
PADA INSTALASI HOTEL ARYADUTA MEDAN
DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM KOMPUTER
CFD FLUENT 6.1.22
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
EBEN HAEZAR L. TOBING NIM : 050401075
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
SIMULASI PERANCANGAN POMPA SENTRIFUGAL
PADA INSTALASI HOTEL ARYADUTA MEDAN
DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM KOMPUTER
CFD FLUENT 6.1.22
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
EBEN HAEZAR L. TOBING NIM : 050401075
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
SIMULASI PERANCANGAN POMPA SENTRIFUGAL
PADA INSTALASI HOTEL ARYADUTA MEDAN
DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM KOMPUTER
CFD FLUENT 6.1.22
EBEN HAEZAR L. TOBING NIM : 050401075
Diketahui / Disahkan : Disetujui oleh :
Departemen Teknik Mesin Dosen Pembimbing,
Fakultas Teknik USU
Ketua,
DR. Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP. 196412241992111001 NIP. 194910121981031002
SIMULASI PERANCANGAN POMPA SENTRIFUGAL
PADA INSTALASI HOTEL ARYADUTA MEDAN
DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM KOMPUTER
CFD FLUENT 6.1.22
EBEN HAEZAR L. TOBING NIM : 050401075
Telah disetujui dari hasil Seminar Skripsi Periode ke - 563 pada tanggal 20 Februari 2010
Pembanding I, Pembanding II,
DR.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri
NIP : 196412241992111001 NIP : 194511051971061001
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang atas berkat dan kasih serta penyertaan-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas sarjana ini.
Adapun yang menjadi pembahasan dalam tugas sarjana ini adalah
mengenai “ Simulasi Perancangan Pompa Sentrifugal pada Instalasi Hotel
Aryaduta Medan dengan Menggunakan Program Komputer CFD FLUENT versi 6.1.22 “. Berbagai ilmu yang berkaitan dengan sub program studi konversi energy seperti mesin fluida, mekanika fluida dan pompa kompresor diaplikasikan dalam merencanakan Pompa Sentrifugal jenis aliran radial yang digunakan pada hotel bertingkat.
Dalam menyelesaikan tugas sarjana ini, penulis banyak menerima bimbingan dan dorongan berupa pemikiran, tenaga, semangat serta waktu dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Ayahanda ( P.L. Tobing ) dan ibunda ( T.Pandiangan ) serta kakanda (
Novita Hotmaria ) dan juga adinda ( Elvan Haezar L. Tobing ) yang telah banyak memberikan berbagai macam bantuan moril maupun materi hingga akhirnya tulisan ini dapat diselesaikan.
2. Bapak Ir. Mulfi Hazwi, MSc selaku dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu dan memberikan bimbingan serta masukan kepada penulis.
3. Bapak Dr.Ing.Ikhwansyah Isranuri dan Bapak Tulus Burhanudin, ST,MT.,
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin USU yang telah memberikan kesempatan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini.
4. Seluruh Dosen dan Pegawai Departemen Teknik Mesin USU
5. Semua teman – teman seperjuangan stambuk 2005 di Departemen Teknik
Mesin serta teman - teman seperjuangan penulis (
Berry,Abel,Erik,Aykel,ZP,Dolin,Marshall, dan Lucky ) di Pasar Malam pribadi 14E dan juga Ion,Maycold dan Adi.
6. Semua rekan – rekan tim Bola basket Fakultas Teknik USU(Tandem awak
Egi,Dita,Annuy), tim Bola Basket USU(Armando,Hery,Areng,Tieto), dan Tim Bola Basket Angsapura(B’bentho,B’Jaswan) yang telah memberikan banyak bantuan moril kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari kesempurnaan, karena keterbatasan kemampuan dan pengetahuan penulis. Untuk itu penulis sangat mengharapkan masukan yang konstruktif dari pembaca agar tulisan ini lebih sempurna lagi.
Atas perhatian para pembaca sebelumnya, penulis ucapkan terima kasih.
Penulis,
ABSTRAK
Gedung bertingkat dapat dipakai sebagai sarana tempat tinggal, hotel, pusat-pusat perbelanjaan dan lain-lain. Gedung-gedung ini tentu memerlukan berbagai sarana pendukung diantaranya adalah sarana penyediaan sumber air yang dapat dilayani oleh sebuah pompa. Dalam hal ini akan dirancang sebuah pompa yang akan digunakan untuk melayani gedung bertingkat. Sumber air yang digunakan pada hotel Aryaduta Medan ini adalah air dari perusahaan air minum PDAM dan air bawah tanah ( dari pompa sumur dalam ). Air ini terlebih dahulu ditampung pada reservoir bawah dan kemudian dikirim ke reservoir atas. Pompa adalah mesin yang mengkonversikan energi mekanik menjadi energi tekanan. Menurut beberapa literatur terdapat beberapa jenis pompa, namun yang biasa digunakan pada hotel ialah jenis pompa sentrifugal. Pompa yang dirancang ini akan dimodelkan dan disimulasikan dengan menggunakan CFD FLUENT v 6.1.22 yang kemudian akan dibandingkan dengan performansi yang dihasilkan secara perhitungan manual. Dalam hal ini CFD FLUENT sangat mempermudah untuk menyesuaikan sesuai dengan kondisi nyata. Lalu kesimpulannya Berdasarkan dari hasil karakteristik pompa yang telah dibuat dengan bentuk impeler dan putaran pompa yang sama, dapat disimpulkan bahwa besar Kapasitas ( Q ) berbanding terbalik dengan besar Tinggi tekan ( H ). Semakin besar kapasitas maka semakin kecil tinggi tekannya, atau sebaliknya semakin kecil kapasitas maka semakin besar tinggi tekannya dan kemampuan head yang mampu dilayani pompa berdasarkan simulasi lebih besar dari hasil perhitungan.
Kata kunci : Perancangan Pompa Sentrifugal, CFD, Perfomansi pompa ABSTRACT
Storey buildings are usually used as residences, hotels, shopping centers, and other functions. These buildings surely required various supporting facilities. One of most important is the water supply system which can be served by pumps. A pump that will be able to fulfill water supply for the entire buildings will be designed in this research. Water supply that currently used by Aryaduta Hotel Medan is provided by PDAM Tirtanadi and also underground water from inside well’s pump. Firstly, the water will be collected into the down reservoir to be transported later to the upper reservoir. Pump is a machine that converts mechanical energy into pressure energy. Based on some literatures, there are some classification of pumps. The one that usually used at hotels are the kind of centrifugal pumps. The designed pumps will be modeled and simulated by using CFD Fluent version 6.1.22 and is going to be compared later with performance that resulted with manual calculation. In this case, CFD Fluent simply make the adaptation with the actual condition easier. Based on the result of the made pump’s characteristic, it can be concluded that the amount of capacity (Q) is inversely proportioned with the amount of head (H). The higher the capacity, the smaller the head is. On the contrary, the smaller the capacity, the higher the head
is, so head’s ability that able to be provided by pumps according to simulation will be higher than the result of manual calculation.
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
LEMBARAN PENGESAHAN ii
LEMBARAN PERSETUJUAN iii
SPESIFIKASI TUGAS iv
LEMBARAN EVALUASI vi
KATA PENGANTAR ix
ABSTRAK x
DAFTAR ISI xi
DAFTAR TABEL xiv
DAFTAR GAMBAR xv
DAFTAR NOTASI xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Batasan Masalah 2
1.3 Maksud dan Tujuan 3
1.4 Manfaat Perancangan 3
1.5 Sistematika Penulisan 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mesin – Mesin Fluida 5
2.2 Pengertian Pompa 5
2.3 Klasifikasi Pompa 6
2.3.1 Pompa Tekanan Statis 6
2.3.2 Pompa Tekanan Dinamis 7
2.4 Unit Penggerak Pompa 14
2.5 Dasar – Dasar Pemilihan Pompa 15
2.6 Head Pompa 15
2.7 Putaran Spesifik 17
2.8 Daya Pompa 18
2.9 Aliran Fluida 18
2.10 Kavitasi 19
2.11 Computational Fluid Dynamic (CFD) FLUENT 25
2.11.2 Proses Simulasi CFD 27
2.11.3 Penggunaan CFD FLUENT Pada Pompa Sentrifugal 31
BAB III PERENCANAAN SPESIFIKASI POMPA
3.1 Kapasitas Aliran 33
3.1.1 Perhitungan Jumlah unit alat plambing
pada lantai P4 ( Parking floor ) 38
3.1.2 Perhitungan Jumlah Unit alat Plambing
pada lantai 1 Hotel ( 1st floor hotel ) 40
3.1.3 Perhitungan Jumlah Unit alat Plambing
Pada lantai 2 hotel ( 2nd floor hotel ) 41
3.1.4 Perhitungan Jumlah unit Alat Plambing
Pada lantai 3 hotel ( 3rd floor hotel ) 42
3.1.5 Perhitungan Jumlah unit alat plambing
Pada lantai teratas hotel ( roof floor ) 42
3.2 Kapasitas Pompa 43
3.3 Head Pompa 43
3.3.1 Perbedaan Head Tekanan 47
3.3.2 Perbedaan Head Kecepatan 47
3.3.3 Perbedaan Head Statis 49
3.3.4 Kerugian Head 49
3.3.4.1 Kerugian Head sepanjang pipa hisap 49
3.3.4.2 Kerugian Head sepanjang pipa tekan 53
3.4 Pemilihan Jenis Pompa 55
3.5 Perhitungan Motor Penggerak 56
3.6 Putaran Spesifik dan tipe Impeler 57
3.7 Efisiensi Pompa 58
3.8 Daya Pompa dan Daya Penggerak 61
3.9 Spesifikasi hasil perencanaan 62
BAB IV UKURAN – UKURAN UTAMA POMPA
4.1 Perencanaan poros pompa 63
4.2 Perencanaan pasak 66
4.2.1 Pemeriksaan terhadap tegangan geser 67
4.2.2 Pemeriksaan terhadap tegangan tumbuk 69
4.3 Perencanaan impeller 69
4.3.1 Perencanaan ukuran impeller 70
4.3.1.1 Diameter hub impeller 70
4.3.1.2 Diameter mata impeller 71
4.3.1.3 Diameter Sisi masuk impeller 72
4.3.1.4 Diameter sisi keluar impeller 72
4.3.1.5 Lebar impeller pada sisi masuk 73
4.3.1.6 Lebar impeller pada sisi keluar 73
4.3.2 Kecepatan dan sudut aliran fluida masuk impeller 74
4.3.2.1 Kecepatan aliran absolute 74
4.3.2.2 Kecepatan Tangensial 74
4.3.2.3 Sudut Tangensial 75
4.3.3.1 Kecepatan radial aliran 76
4.3.3.2 Kecepatan Tangensial 76
4.3.3.3 Sudut Tangensial keluar impeller 76
4.3.3.4 Kecepatan sudut absolute tangensial 78
4.3.3.5 Sudut absolute keluar impeller 78
4.3.3.6 Kecepatan Sudut absolute keluar impeller 78
4.3.3.7 Kecepatan absolute aliran keluar 78
4.3.4 Perencanaan Sudu impeller 79
4.3.4.1 Jumlah Sudu 80
4.3.4.2 Jarak Antara sudu impeller 80
4.3.4.3 Tebal sudu 81
4.3.5 Melukis Bentuk sudu 82
4.3.6 Ukuran – Ukuran Utama impeller 85
4.4 Rumah Pompa 86
4.4.1 Perencanaan Bentuk rumah pompa 87
4.4.1.1 Lebar Saluran Keluar volute 88
4.4.1.2 Jari – jari lingkaran rumah volute 89
4.4.1.3 Penampang dan jari – jari volute 90
4.4.2 Tebal dinding rumah pompa 93
4.4.3 Ukuran – ukuran utama pompa 94
BAB V PERMODELAN GEOMETRI DAN ANALISA NUMERIK
5.1 Pendahuluan 95
5.2 Proses Permodelan pompa sentrifugal yang telah Direncanakan 97
5.2.1 Proses permodelan impeller pompa sentrifugal 97
5.2.2 Proses Solving dan postprocessing geometri
Rumah pompa sentrifugal 115
5.3 Analisa kavitasi dan performansi dari pompa sentrifugal 126
5.3.1 Analisa kemungkinan kavitasi yang terjadi 126
5.3.2 Analisa Performansi dari pompa sentrifugal 135
5.3.2.1 Head berdasarkan hasil simulasi 136
5.3.2.2 Karakteristik Pompa 150
5.3.2.2.1 Karakteristik pompa berdasarkan hasil perhitungan 150 5.3.2.2.2 Karakteristik Pompa berdasarkan hasil simulasi 158
BAB VI KESIMPULAN
6.1 Kesimpulan dari Perencanaan 169
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Unit Alat Plambing ( fixture unit )
untuk penyediaan air bersih 33
Tabel 3.2 Permintaan air bersih berdasarkan jumlah
Unit alat plambing 35
Tabel 3.3 Jumlah Unit alat Plambing pada lantai P4 38
Tabel 3.4 Jumlah unit alat plambing pada lantai 1 hotel 39
Tabel 3.5 Jumlah unit alat plambing pada lantai 2 hotel 40
Tabel 3.6 Jumlah Unit Alat Plambing Pada lantai 3 hotel 41
Tabel 3.7 Kekasaran relative dalam berbagai bahan pipa 49
Tabel 3.8 Koefisien kerugian kelengkapan pipa hisap 50
Tabel 3.9 Koefisien Kerugian kelengkapan pipa tekan 52
Tabel 3.10 Harga Putaran dan Kutubnya 55
Tabel 3.11 Klasifikasi Impeler menurut putaran spesifiknya 56
Tabel 3.12 Hubungan antara Kecepatan spesifik dengan
Efisiensi Hidrolis 57
Tabel 3.13 Hubungan antara kecepatan spesifik dengan
Efisiensi volumetric 58
Tabel 4.1 Faktor Koreksi Daya 65
Tabel 4.2 Jari – Jari besar sudu impeller 84
Tabel 4.3 Jari – jari dan luas volut untuk setiap penampang 92
Tabel 5.1 Hasil perhitungan head system dan head aktual
pada berbagai kapasitas pompa 141
Tabel 5.2 Hubungan Kapasitas dengan efisiensi dan daya pompa 143
Tabel 5.3 Hasil perhitungan Head system dan Head actual
pada berbagai kapasitas pompa hasil simulasi 148
Tabel 5.4 Hubungan Kapasitas dengan efisiensi dan daya pompa
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pompa Roda Gigi dan Ulir 6
Gambar 2.2 Pompa Diafragma 7
Gambar 2.3 Bagian-Bagian Utama Pompa Sentrifugal 8
Gambar 2.4 Pompa Sentrifugal 8
Gambar 2.5 Pompa Aliran campur 9
Gambar 2.6 Pompa Aliran Aksial 10
Gambar 2.7 Pompa Diffuser 10
Gambar 2.8 Pompa Vortex 11
Gambar 2.9 Pompa Bertingkat banyak 12
Gambar 2.10 Pompa Aliran Campur Poros Tegak 12
Gambar 2.11 Pompa Jenis Belahan Mendatar 13
Gambar 2.12 Pompa Isapan Ganda 14
Gambar 2.13 Prinsip Hukum Bernoulli 16
Gambar 2.14 Hasil Simulasi Untuk Kecepatan Vektor Yang Terjadi 21 Gambar 2.15 Hasil Simulasi Unuk Distribusi Tekanan Yang Terjadi 22
Gambar 3.1 Instalasi Pompa 45
Gambar 3.2 Daerah Kerja Beberapa Jenis Konstruksi Pompa Sentrifugal 55
Gambar 4.1 Pasak 69
Gambar 4.2 Ukuran-Ukuran Utama Impeler 82
Gambar 4.3 Segitiga Kecepatan Pada Sisi Masuk 82
Gambar 4.4 Segitiga Kecepatan Pada Sisi Keluar 83
Gambar 4.5 Sudu Impeler 89
Gambar 4.6 Perbandingan Kecepatan Pada Kerongkongan Rumah Keong 92
Gambar 4.7 Rumah Pompa 96
Gambar 5.1 Tampilan Awal Gambit 98
Gambar 5.2 Tampilan Awal Fluent 99
Gambar 5.3 Kotak dialog Create Real Vertex 99
Gambar 5.4 Tampilan Hasil Setelah Memasukkan Tititknya 102
Gambar 5.5 Kotak dialog Untuk Membuat Dh 102
Gambar 5.6 Kotak dialog Untuk Membuat D2 102
Gambar 5.7 Tampilan Hasil Pembuatan Lingkaran Dh dan D2 103
Gambar 5.8 Tampilan Dari Hasil Substratc Face 103
Gambar 5.9 Kotak Dialog Pada Mesh Face 103
Gambar 5.10 Tampilan Hasil Mesh 103
Gambar 5.11 Kotak Dialog Spesial Display Attributes 105
Gambar 5.12 Kotak Dialog Pada Specify Boundari Types 105
Gambar 5.13 Tampilan Hasil Boundary Condition 106
Gambar 5.14 Kotak Dialog Untuk Eksport Mesh File 106
Gambar 5.15 Tampilan Hasil File Meshnya 107
Gambar 5.16 Tampilan Hasil Grid check 108
Gambar 5.17 Tampilan Hasil Grid Scale 109
Gambar 5.18 Tampilan Hasil Smooth / Swap Grid 109
Gambar 5.19 Kotak Dialog Server 110
Gambar 5.20 Kotak Dialog Energi 111
Gambar 5.22 Kotak Dialog Material 112
Gambar 5.23 Kotak Dialog Unit 113
Gambar 5.24 Kotak Dialog Boundary Condition 113
Gambar 5.25 Kotak Dialog Fluid 113
Gambar 5.26 Kotak Dialog Zona Inet 115
Gambar 5.27 Kotak Dialog Zona Outlet 115
Gambar 5.28 Kotak Dialog Zona Wall 116
Gambar 5.29 Kotak Dialog Solution Control 117
Gambar 5.30 Kotak Dialog Solution Initialization 117
Gambar 5.31 Kotak Dialog Residual Monitors 118
Gambar 5.32 Kotak Panel Iterasi 118
Gambar 5.33 Kotak Residual Iterasi 119
Gambar 5.34 Tampilan Hasil File Mesh Rumah Pompa 120
Gambar 5.35 Tampilan Hasil Gridcheck Rumah Pompa 121
Gambar 5.36 Tampilan Hasil Gridscale Rumah Pompa 121
Gambar 5.37 Tampilan Hasil Smoot / Swap Grid Rumah Pompa 122
Gambar 5.38 Kotak Dialog Solver Rumah Pompa 122
Gambar 5.39 Kotak Dialog Viscous Model Rumah Pompa 123
Gambar 5.40 Kotak Dialog Energy Rumah Pompa 123
Gambar 5.41 Kotak Dialog Material Rumah Pompa 124
Gambar 5.42 Kotak Dialog Unit Rumah Pompa 125
Gambar 5.43 Kotak Dialog Boundary Condition Rumah Pompa 125
Gambar 5.44 Kotak Dialog Fluid Rumah Pompa 125
Gambar 5.45 Kotak Dialog Zona Inlet 127
Gambar 5.46 Kotak Dialog Zona Outlet 127
Gambar 5.47 Kotak Dialog Zona Impeller 128
Gambar 5.48 Kotak Dialog Zona Wall 128
Gambar 5.49 Kotak Dialog Solution Control 129
Gambar 5.50 Kotak Dialog Solution Initialzation 129
Gambar 5.51 Kotak Dialog Residual Monitors 129
Gambar 5.52 Kotak Panel Iterasi 130
Gambar 5.53 Kotak Hasil Residual Iterasi 131
Gambar 5.54 Kerusakan Pada Permukaan Sudu Impeler Akibat Kavitasi 131 Gambar 5.55 Distribusi Tekanan Fluida Pada pompa Sentrifugal 131 Gambar 5.56 Distribusi Energi Turbulensi Yang Terjadi Pada pompa 133
Gambar 5.57 Distribusi Kecepatan Fluida Pada Impeller 133
Gambar 5.58 Grafik Tekanan Fluida vs Jarak Posisi Tekanan Fluida 134 Gambar 5.59 Distribusi Vektor Kecepatan Yang Terjadi Pada pompa 135
Gambar 5.60 Kerugian -Kerugian Hidrolis 139
Gambar 5.61 Grafik Kharakteristik Pompa Hasil perhitungan 152
Gambar 5.62 Grafik Kharakteristik Pompa Hasil Simulasi 153
Gambar 5.63 Grafik Perbandingan Head Actual Pompa 153
Gambar 5.64 Grafik Perbandingan Efisiensi Pompa 154
DAFTAR NOTASI
SIMBOL KETERANGAN SATUAN
A Luas Penampang Pipa m2
b Lebar Pasak mm
b1 Lebar impeller pada sisi masuk mm
b2 Lebar impeler pada sisi keluar mm
b3 Lebar Penampang masuk saluran throat mm
Dis Diameter dalam pipa mm
Ds Diameter poros mm
Dh Diameter hub mm
D1 Diameter sisi masuk impeller mm
D2 Diameter sisi keluar impeller mm
fc Faktor koreksi -
g Gravitasi m/s2
HL Head Losses sepanjang pipa m
Hp Head pompa m
Hs Head statis m
Hthz Head Teoritis m
hf Kerugian Head mayor m
hm Kerugian head minor m
h Tinggi pasak mm
K Kerugian akibat kelengkapan pipa -
Kt Faktor Koreksi pembebanan -
k Konstanta Hidrolik -
L Panjang pipa m
Mt Momen torsi kgmm
M Massa Kg
Nm Daya Motor Listrik kW
Np Daya Pompa kW
n Putaran Pompa rpm
ns Putaran Spesifik rpm
P Tekanan Pada pompa Pa
Q Kapasitas Pompa m3/s
R Jari – Jari sudu lingkaran impeller mm
Re Bilangan Reynold -
S Jarak antara sudu mm
Sf1 Faktor keamanan kelelahan puntir -
Sf2 Faktor Keamanan alur bahan -
t Tebal sudu impeller mm
U1 Kecepatan tangensial sisi masuk impeller m/s
U2 Kecepatan tangensial sisi keluar impeller m/s
V Kecepatan aliran pada pipa m/s
Vo Kecepatan aliran masuk impeller m/s
Vr1 Kecepatan radial masuk impeller m/s
Vthr Kecepatan pada kerongkongan rumah keong m/s
Z Jumlah sudu -
α Sudut Aliran masuk o
β Sudut tangensial o
γ Berat jenis fluida N/m3
ηp Efisiensi pompa %
υ Viskositas Kinematik m2/s
π konstanta (phi) -
ρ Kerapatan fluida kg/m3
τg Tegangan Geser kg/m2
σb Kekuatan Tarik Bahan kg/m2
ABSTRAK
Gedung bertingkat dapat dipakai sebagai sarana tempat tinggal, hotel, pusat-pusat perbelanjaan dan lain-lain. Gedung-gedung ini tentu memerlukan berbagai sarana pendukung diantaranya adalah sarana penyediaan sumber air yang dapat dilayani oleh sebuah pompa. Dalam hal ini akan dirancang sebuah pompa yang akan digunakan untuk melayani gedung bertingkat. Sumber air yang digunakan pada hotel Aryaduta Medan ini adalah air dari perusahaan air minum PDAM dan air bawah tanah ( dari pompa sumur dalam ). Air ini terlebih dahulu ditampung pada reservoir bawah dan kemudian dikirim ke reservoir atas. Pompa adalah mesin yang mengkonversikan energi mekanik menjadi energi tekanan. Menurut beberapa literatur terdapat beberapa jenis pompa, namun yang biasa digunakan pada hotel ialah jenis pompa sentrifugal. Pompa yang dirancang ini akan dimodelkan dan disimulasikan dengan menggunakan CFD FLUENT v 6.1.22 yang kemudian akan dibandingkan dengan performansi yang dihasilkan secara perhitungan manual. Dalam hal ini CFD FLUENT sangat mempermudah untuk menyesuaikan sesuai dengan kondisi nyata. Lalu kesimpulannya Berdasarkan dari hasil karakteristik pompa yang telah dibuat dengan bentuk impeler dan putaran pompa yang sama, dapat disimpulkan bahwa besar Kapasitas ( Q ) berbanding terbalik dengan besar Tinggi tekan ( H ). Semakin besar kapasitas maka semakin kecil tinggi tekannya, atau sebaliknya semakin kecil kapasitas maka semakin besar tinggi tekannya dan kemampuan head yang mampu dilayani pompa berdasarkan simulasi lebih besar dari hasil perhitungan.
Kata kunci : Perancangan Pompa Sentrifugal, CFD, Perfomansi pompa ABSTRACT
Storey buildings are usually used as residences, hotels, shopping centers, and other functions. These buildings surely required various supporting facilities. One of most important is the water supply system which can be served by pumps. A pump that will be able to fulfill water supply for the entire buildings will be designed in this research. Water supply that currently used by Aryaduta Hotel Medan is provided by PDAM Tirtanadi and also underground water from inside well’s pump. Firstly, the water will be collected into the down reservoir to be transported later to the upper reservoir. Pump is a machine that converts mechanical energy into pressure energy. Based on some literatures, there are some classification of pumps. The one that usually used at hotels are the kind of centrifugal pumps. The designed pumps will be modeled and simulated by using CFD Fluent version 6.1.22 and is going to be compared later with performance that resulted with manual calculation. In this case, CFD Fluent simply make the adaptation with the actual condition easier. Based on the result of the made pump’s characteristic, it can be concluded that the amount of capacity (Q) is inversely proportioned with the amount of head (H). The higher the capacity, the smaller the head is. On the contrary, the smaller the capacity, the higher the head
is, so head’s ability that able to be provided by pumps according to simulation will be higher than the result of manual calculation.
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Seiring dengan meningkatnya populasi penduduk kota, sementara tanah-tanah yang tersedia sangat terbatas, maka dipelukan pembangunan gedung-gedung bertingkat. Gedung-gedung ini dapat dipakai sebagai sarana tempat tinggal, hotel, pusat-pusat perbelanjaan dan lain-lain.
Gedung-gedung ini tentu memerlukan berbagai sarana pendukung diantaranya adalah sarana penyediaan sumber air. Air yang dipakai di gedung-gedung ini adalah untuk memenuhi kebutuhan air bersih, pemadam kebakaran dan lain-lain, tetapi khusus untuk pemadam kebakaran biasanya gedung-gedung besar menggunakan pompa tersendiri.
Semua kebutuhan air ini akan dilayani pompa yang dapat dipakai dengan berbagai cara diantaranya dengan pompa tekan maupun tangki atas. Dalam hal ini akan dirancang sebuah pompa yang akan digunakan untuk melayani gedung bertingkat. Sumber air yang digunakan adalah air dari perusahaan air minum PDAM dan air bawah tanah ( dari pompa sumur dalam ). Air ini terlebih dahulu ditampung pada reservoir bawah dan kemudian dikiri ke reservoir atas.
Pompa adalah mesin yang mengkonversikan energi mekanik menjadi energi tekanan. Menurut beberapa literatur terdapat beberapa jenis pompa, namun yang biasa digunakan pada hotel ini ialah jenis pompa sentrifugal. Pompa sentrifugal memiliki bagian terpenting yang berguna untuk mendorong air tersebut, yaitu Impeler. Bagian itu juga akan dibahas pada bab-bab selanjutnya. Pompa sentrifugal ini memiliki dimensi sudu-sudu yang dirancang sesuai kebutuhan pendistribusian air bersih tersebut.
Beberapa pabrikan pompa menggunakan analisa serta simulasi menggunakan perangkat lunak ( software ) guna mendesain pompa tersebut. Dan biasanya beberapa pabrikan pompa tersebut menggunakan program simulasi
memberikan kekuatan untuk mensimulasikan aliran fluida, perpindahan panas, perpindahan massa, benda-benda bergerak, aliran multifasa, reaksi kimia, interaksi fluida dengan struktur, dan system akustik hanya dengan permodelan di
computer. Dengan menggunakan software ini pabrikan pompa terebut dapat
membuat virtual prototype dari sebuah system atau alat yang ingin dianalisis dengan menerapkan kondisi nyata di lapangan. CFD akan memberikan data - data, gambar - gambar, atau kurva - kurva yang menunjukkan prediksi dari performansi keandalan sistem yang di. Hasil analisis CFD sering berupa prediksi kualitatif meski terkadang kuantitatif.
CFD yang akan digunakan ialah CFD Fluent versi 6.1.22. Fluent adalah salah satu jenis program CFD yang menggunakan metode elemen hingga. Fluent menyediakan fleksibilitas mesh yang lengkap, sehingga dapat menyelesaikan kasus aliran fluida dengan mesh ( grid ) yang tidak terstruktur sekalipun dengan cara yang relative mudah. Setelah menggunakan program ini,maka akan didapat hasil-hasil yang mendekati dengan kasus yang akan dijumpai di lapangan dan dapat mempermudah dalam perancangan pompa tersebut.
1.2Batasan Masalah
Pompa Sentrifugal yang direncanakan akan digunakan pada proses pendistribusian air bersih pada hotel Aryaduta. Sehubungan dengan hal tersebut, maka direncanakanlah sebuah Pompa Sentrifugal untuk memompakan air bersih dari reservoir bawah ke reservoir atas. Pembahasan perencanaan ini, antara lain:
a. Penentuan kebutuhan air untuk semua penggunaan air
di hotel aryaduta regency
b. Penentuan spesifikasi teknik pompa, c. Perhitungan ukuran - ukuran utama pompa,
d. Simulasi aliran yang terjadi pada pompa sentrifugal
tersebut
e. Penentuan daerah –daerah kavitasi serta analisa
1.3Maksud dan Tujuan Perancangan
Tujuan dari analisa perancangan ini adalah mahasiswa dapat mengamati serta dapat merancang sebuah pompa sentrifugal sesuai kebutuhan masyarakat sesuai dengan teori yang telah didapat dari perkuliahan dan juga mampe mensimulasikannya dengan menggunakan program komputer.
Tujuan dari perancangan ini adalah:
1. Mahasiswa dapat menentukan spesifikasi pompa yang sesuai
dengan kebutuhan Hotel Aryaduta.
2. Mahasiswa dapat menentukan ukuran – ukuran dari komponen
– komponen utama pompa sentrifugal tersebut.
3. Mahasiswa dapat membandingkan karakteristik pompa hasil
perhitungan dengan karakteristik pompa hasil simulasi CFD FLUENT.
1.4Manfaat Perancangan
Manfaat dari perancangan ini bagi pengembangan IPTEK adalah dengan analisa menggunakan program komputer CFD Fluent ini bisa menampilkan
virtualprototype dari pompa sentrifugal yang ingin dianalisis dengan menerapkan kondisi nyata di lapangan. Sehingga dapat mempermudah dalam perancangan sebuah pompa sentrifugal yang sesuai kebutuhan.
1.5Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan tugas sarjana adalah sebagai berikut:
1. BAB I : Pendahuluan, berisikan latar belakang, batasan
masalah, maksud dan tujuan perancangan, manfaat perancangan dan sistematika penulisan.
2. BAB II : Tinjauan Pustaka, berisikan tentang teori - teori yang mendasari perancangan pompa sentrifugal.
4. BAB IV : Hasil penelitian dan pembahasan, berisikan hasil dari survey yang telah dan menentukan ukuran – ukuran utama pompa.
5. BAB V : Permodelan geometri pompa yang telah dirancang
pada bab – bab sebelumnya, dan analisa numerik
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mesin - mesin fluida
Mesin fluida adalah mesin yang berfungsi untuk mengubah energi mekanis poros menjadi energi potensial atau sebaliknya mengubah energi fluida ( energi kinetik dan energi potensial ) menjadi energi mekanik poros. Dalam hal ini fluida yang simaksud berupa cair, gas dan uap.
Secara umum mesin - mesin fluida dapat dibagi menjadi dua bagian besar, yaitu :
1. Mesin Tenaga
yaitu mesin fluida yang berfungsi mengubah energi fluida ( energi potensial dan energi kinetik ) menjadi energi mekanis poros.
Contoh : turbin, kincir air, dan kincir angin. 2. Mesin kerja
yaitu mesin yang berfungsi mengubah energi mekanis poros menjadi energi fluida ( energi potensial dan energi kinetik ).
Contoh : pompa, kompresor, kipas ( fan ).
2.2Pengertian Pompa
2.3 Klasifikasi Pompa
Secara umum pompa ada dikasifikasikan dalam dua jenis kelompok besar yaitu :
1. Pompa Tekanan Statis
2. Pompa Tekanan Dinamis ( RotodynamicPump )
2.3.1 Pompa Tekanan Statis
Pompa jenis ini bekerja dengan menggunakan prinsip memberi tekanan secara periodik pada fluida yang terkurung dalam rumah pompa. Pompa ini dibagi menjadi dua jenis.
a. Pompa Putar ( rotarypump )
Pada pompa putar, fluida masuk melalui sisi isap, kemudian dikurung di antara ruangan rotor, sehingga tekanan statisnya naik dan fluida akan dikeluarkan melalui sisi tekan. Contoh tipe pompa ini adalah : screw pump, gearpump dan vanepump
Gambar 2.1. Pompa Roda gigi dan Pompa ulir b. Pompa Torak ( ReciprocatingPump )
Gambar 2.2. Pompa Diafragma
2.3.2 Pompa Tekanan Dinamis
Pompa tekanann dinamis disebut juga rotodynamic pump, turbo pump atau
impeller pump. Pompa yang termasuk dala kategori ini adalah : pompa jet dan pompa sentrifugal
Ciri - ciri utama dari pompa ini adalah :
- Mempunyai bagian utama yang berotasi berupa roda dengan sudu-sudu
sekelilingnya yang sering disebut dengan impeler.
- Melalui sudu - sudu, fluida mengalir terus-menerus, dimana fluida berasal diantara sudu-sudu tersebut.
Prinsip kerja pompa sentrifugal adalah energi mekanis dari luar diberikan pada poros untuk memutar impeler. Akibatnya fluida yang berada dalam impeler, oleh dorongan sudu-sudu akan terlempar menuju saluran keluar. Pada proses ini fluida akan mendapat percepatan sehingga fluida tersebut mempunyai energi kinetik. Kecepatan keluar fluida ini selanjutnya akan berkurang dan energi kinetik akan berubah menjadi energi tekanan di sudu-sudu pengarah atau dalam rumah pompa.
Gambar 2.3. Bagian-bagian utama pompa sentrifugal
Pompa tekanan dinamis dapat dibagi berdasarkan beberapa kriteria berikut, antara lain :
a. Klasifikasi menurut jenis impeler
1. Pompa Sentrifugal
Pompa ini menggunakan impeler jenis radial atau francis. Konstruksinya sedemikian rupa (gambar 2.4) sehingga aliran fluida yang keluar dari impeler akan melalui bidang tegak lurus pompa.
Impeler jenis radial digunakan untuk tinggi tekan (head) yang sedang dan tinggi, sedangkan impeler jenis francis digunakan untuk head yang lebih rendah dengan kapasitas besar.
2. Pompa Aliran Campur
Pompa ini menggunakan impeler jenis aliran capur (mixedflow), seperti pada gambar 2.5. Aliran keluar dari impeler sesuai dengan arah bentuk permukaan kerucut rumah pompa.
Gambar 2.5. Pompa aliran campur
3. Pompa Aliran Aksial
Gambar 2.6. Pompa aliran aksial
b. Klasifikasi menurut bentuk rumah pompa
1. Pompa Volut
Pompa ini khusus untuk pompa sentrifugal. Aliran Fluida yang meninggalkan impeler secara langsung memasuki rumah pompa yang berbentuk volut (rumah siput) sebab diameternya bertambah besar. Bentuk dan konstruksinya terlihat pada gambar 2.4.
2. Pompa Difuser
Konstruksi ini dilengkapi dengan sudu pengarah (diffuser) di sekeliling saluran impeler (gambar 2.7). Pemakain diffuser ini akan memperbaiki efisiensi pompa. Difuser ini sering digunakan pada pmopa bertingkat banyak dengan head yang tinggi.
3. Pompa Vortex
Pompa ini mempunyai aliran campur dan sebuah rumah volut seperti pada gambar 2.8. Pompa ini tidak menggunakan difuser, namun memakai saluran yang lebar. Dengan demikian pompa ini tidak mudah tersumbat dan cocok untuk pemakaian pada pengolahan cairan limbah.
Gambar 2.8. Pompa Vortex
c. Klasifikasi menurut jumlah tingkat
1. Pompa satu tingkat
Pompa ini hanya mempunyai sebuah impeler (gambar 2.4 s/d 2.8). Pada umumnya head yang dihasilkan pompa ini relative rendah, namun konstruksinya sederhana.
2. Pompa bertingkat banyak
Gambar 2.9. Pompa bertingkat banyak
d. Klasifikasi menurut letak poros
1. Pompa poros mendatar
Pompa ini mempunyai poros dengan posisi horizontal (gambar 2.4 s/d 2.9), pompa jenis ini memerlukan tempat yang relatif lebih luas.
2. Pompa jenis poros tegak
Poros pompa ini berada pada posisi vertikal, seperti terlihat pada gambar 2.10. Poros ini dipegang di beberapa tempat sepanjang pipa kolom utama bantalan. Pompa ini memerlukan tempat yang relatif kecil dibandingkan dengan pompa poros mendatar. Penggerak pompa umumnya diletakkan di atas pompa.
e. Klasifikasi menurut belahan rumah
1. Pompa belahan mendatar
Pompa ini mempuyai belahan rumah yang dapat yang dibelah dua menjadi bagian atas dan bagian bawah oleh bidang mendatar yang melalui sumbu poros. Jenis pompa ini sering digunakan untuk pompa berukuran menengah dan besar dengan poros mendatar.
Gambar 2.11. Pompa jenis belahan mendatar 2. Pompa belahan radial
Rumah pompa ini terbelah oleh sebuah bidang tegak lurus poros. Konstruksi seperti ini sering digunakan pada pompa kecil dengan poros mendatar. Jenis ini juga sesuai dengan pompa-pompa dengan poros tegak dimana bagian-bagian yang berputar dapat dibongkar ke atas sepanjang poros.
3. Pompa jenis berderet
Jenis ini terdapat pada pompa bertingkat banyak, dimana rumah pompa terbagi oleh bidang-bidang tegak lurus poros sesuai dengan jumlah tingkat yang ada.
f. Klasifikasi menurut sisi masuk impeler
1. Pompa isapan tunggal
Pada pompa ini fluida masuk dari sisi impeler. Konstruksinya sangat sederhana, sehingga sangat sering digunakan untuk kapasitas yang relatif kecil. Adapun bentuk konstruksinya terlihat pada gambar 2.4 s/d 2.10.
2. Pompa isapan ganda
tunggal yang dipasang bertolak belakang dan dipasang beroperasi secara paralel. Dengan demikian gaya aksial yang terjadi pada kedua impeler akan saling mengimbangi dan laju aliran total adalah dua kali laju aliran tiap impeler. Oleh sebab itu pompa ini banyak dipakai untuk kebutuhan dengan kapasitas besar.
Gambar 2.12. Pompa isapan ganda
2.4Unit Penggerak Pompa
Umumnya unit penggerak pompa terdiri dari tiga jenis yaitu: a. Motor bakar
b. Motor listrik, dan c. Turbin
Penggerak tipe motor bakar dan turbin sangat tidak ekonomis untuk perencanaan pompa karena konstruksinya berat, besar dan memerlukan sistem penunjang misalnya sistem pelumasan, pendinginan dan pembuangan gas hasil pembakaran.
2.5 Dasar-dasar Pemilihan Pompa
Dasar pertimbangan pemilihan pompa, didasarkan pada sistem ekonomisnya, yakni keuntungan dan kerugian jika pompa tersebut digunakan dan dapat memenuhi kebutuhan pemindahan fluida sesuai dengan kondisi yang direncanakan.
Yang perlu diperhatikan dalam pemilihan jenis pompa adalah fungsi terhadap instalasi pemipaan, kapasitas, head, viskositas, temperature kerja dan jenis motor penggerak.
Kondisi yang diinginkan dalam perencanaan ini adalah: a. Kapasitas dan head pompa harus mampu dipenuhi. b. Fluida yang mengalir secara kontinu.
c. Pompa yang dipasang pada kedudukan tetap. d. Konstruksi sederhana.
e. Mempunyai efisiensi yang tinggi.
f. Harga awal relatif murah juga perawatannya.
Melihat dan mempertimbangkan kondisi yang diinginkan dalam perencanaan ini, maka dengan mempertimbangkan sifat pompa dan cara kerjanya, dipilih pompa sentrifugal dalam perencanaan ini, karena sesuai dengan sifat pompa sentrifugal, yakni :
a. Aliran fluida lebih merata. b. Putaran poros dapat lebih tinggi.
c. Rugi-rugi transmisinya lebih kecil karena dapat dikopel langsung dengan otor penggerak.
d. Konstruksinya lebih aman dan kecil. e. Perawatannya murah.
2.6 Head Pompa
Gambar 2.13. Prinsip hukum Bernoulli
Pada gambar ini terdapat dua buah titik dengan perbedaan kondisi letak, luas penampang, tekanan serta kecepatan aliran fluida. Fluida kerja mengalir dari kondisi pertama (titik 1) ke kondisi yang kedua (titik 2), aliran ini
disebabkan oleh adanya suatu energi luar . Energi luar ini terjadi
merupakan perbedaan tekanan yang terjadi pada kedua kondisi operasi (titik 1 dan 2), atau = ( - ).Q
Sedangkan pada setiap kondisi tersebut terdapat juga suatu bentuk energi, yaitu energi kinetik (Ek) dan energi potensial (Ep) atau dapat dituliskan
sebagai berikut : - Untuk titik 1 :
Energi yang terkandung E1 = Ek1 + Ep1
= m1. + m1.g.h1
- Untuk titik 2 :
Energi yang terkandung E2 = Ek2 + Ep2
= m2. + m2.g.h2
Dan hubungan dari kondisi kerja ini adalah Eo = E2 - E1, atau dapat
dituliskan:
(P2-P1).Q = [ m2. + m2.g.h2] - [ m1. + m1.g.h1]
(P2-P1).Q = {( m2. ) - (m1. ) + (m2.g.h2) - (m1.g.h1) }……(1)
Dimana : Q = A . V = Konstan
M = ρ . A . V , dimana ρ1 = ρ2
Sehingga persamaan (1) di atas dapat dituliskan sebagai berikut :
(P2-P1)A.V = [(ρ.A.V3)2 - (ρ.A.V3)1] + ρ.A.V.g(h2 - h1)
Jika ρ (kg/m3) . g (m/s2) = γ (N/m3), maka persamaan (2) dapat disederhanakan menjadi :
= + ( h2-h1 )
Atau persamaan untuk mencari head pompa digunakan hukum Bernoulli yaitu :
+ + Z1 + Hp = + + Z2 + HL
Maka :
HP = + + Z2 - Z1 + HL
Dimana : adalah perbedaan head tekanan.
adalah perbedaan head kecepatan
Z2 - Z1 adalah perbedaan head potensial
HL adalah kerugian head ( headlosses )
Dari rumus di atas dapat dilihat bahwa head total pompa diperoleh dengan menjumlahkan head tekanan, head kecepatan, head potensial, dan head losses yang timbul dalam instalasi pompa. Sementara head losses sendiri merupakan jumlah kerugian head mayor (hf) dan kerugian head minor (hm).
HL = hf + hm
2.7 Putaran spesifik
Jenis impeler yang digunakan pada suatu pompa tergantung pada putaran spesifiknya. Putaran spesifik adalah putaran yang diperlukan pompa untuk
menghasilkan 1 m degan kapasitas 1 m3/s, dan dihitung berdasarkan
(Khetagurov, hal 205)
ns = 3,65
Dimana : ns = putaran spesifik [rpm]
2.8 Daya pompa
Daya pompa ialah daya yang dibutuhkan poros pompa untuk memutar impeler didalam memindahkan sejumlah fluida denga kondisi yang diinginkan. Besarnya daya poros yang dibutuhkan dapat dihitung berdasarkan ( Fritz dietzel. Hal 243 )
NP =
Dimana : Np = daya pompa [watt]
Q = kapasitas pompa [m3/s]
Hp = head pompa [m]
ρ = rapat jenis fluida [kg/m3]
ηp = effisiensi pompa
2.9 Aliran fluida
Aliran dalam pemipaan akan terjadi dari titik yang mempunyai head hidrolik yang lebih tinggi (energi internal per satu-satuan berat air) ke head yang lebih rendah, dimana terjadi kehilangan energi hidrolik di sepanjang pipa.
Kehilangan energi hidrolik sepanjang pipa secara umum disebabkan oleh : A. Kerugian head mayor
Kerugian head ini terjadi akibat adanya gesekan antara dinding pipa dengan fluida yang mengalir di dalamnya. Persamaan umum yang dapat digunakan untuk mencari headlosses akibat gesekan dalam pipa dapat dilakukan dengan menggunakan :
a. Persamaan Darcy - Weisbach
b. Persamaan Hazen - Williams
Kedua persamaan diatas memiliki kelebihan dan kekurangan
masing-masing yaitu :
a. Persamaan Darcy - Weisbach
1. Memberikan hasil yang lebih baik untuk pipa yang relatif pendek.
2. Untuk sistem terdiri dari bermacam-macam pipa akan lebih rumit
3. Populer atau sering dipakai untuk perhitungan dengan beda energi besar.
4. Persamaan ini secara teori paling bagus dan dapat digunakan ke semua jenis fluida.
b. Persamaan Hazen-Williams :
1. Umumnya dipakai untuk menghitung kerugian head dalam pipa yang
relatf sangat panjang seperti jalur pipa penyalur air minum.
2. Untuk sistem yang terdiri dari bermacam-macam pipa, perhitungannya akan lebih mudah disbanding Darcy - Weisbach.
3. Persamaan Hazen - Williams paling banyak digunakan untuk
menghitung headlosses, tetapi biasa digunakan untuk semua fluida selai dari air dan digunakan hanya untuk aliran turbulen.
B. Kerugian Minor
Kerugian ini diakibatkan adanya perubahan dalam geometri aliran seperti katup, belokan, perubahan diameter pipa, sambungan saluran masuk dan keluar pipa. Dan kerugian minor dapat dihitung berdasarkan
hm = K
Dimana : V = Kecepatan rata-rata aliran fluida dala suatu pipa [m/s]
g = gravitasi bumi [m/s2] K = Koefisien minor loses
2.10 Kavitasi
Kavitasi adalah fenomena perubahan phase uap dari zat cair yang sedang mengalir, karena tekanannya berkurang hingga di bawah tekanan uap jenuhnya. Pada pompa bagian yang sering mengalami kavitasi adalah sisi isap pompa. Hal ini terjadi jika tekanan isap pompa terlalu rendah hingga dibawah tekanan uap jenuhnya, hal ini dapat menyebabkan :
- Suara berisik, getaran atau kerusakan komponen pompa tatkala
gelembung-gelembung fluida tersebut pecah ketika melalui daerah yang lebih tinggi tekanannya
- Pompa tidak mampu membangkitkan head (tekanan)
- Berkurangnya efisiensi pompa.
Secara umum, terjadinya kavitasi diklasifikasikan atas 5 alasan dasar :
1. Vaporization - Penguapan
Fluida menguap bila tekanannya menjadi sangat rendah atau temperaturnya menjadi sangat tinggi. Setiap pompa sentrifugal memerlukan head (tekanan) pada sisi isap untuk mencegah penguapan. Tekanan yang diperlukan ini, disiapkan oleh pabrik pembuat pompa dan dihitung berdasarkan asumsi bahwa air yang dipompakan adalah 'fresh water' pada suhu 68oF. Dan ini disebut Net Positive Suction Head Available (NPSHA). Karena ada pengurangan tekanan (head losses) pada sisi suction( karena adanya valve, elbow, reduser, dll), maka perhitungan head total pada sisi suction dan biasa disebut Net Positive Suction Head is Required (NPSHR). Nilai keduanya mempengaruhi terjadinya penguapan, maka untuk mencegah penguapan, syaratnya adalah :
NPSHA - Vp ≥ NPSHR
Dimana :
Vp = Vapor pressure fluida yang dipompa.
Dengan kata lain untuk memelihara supaya vaporization tidak terjadi maka harus dilakukan hal berikut :
a. Menambah Suctionhead, dengan :
- Menambah level liquid di tangki.
- Meninggikan tangki.
- Memberi tekanan tangki.
- Mengurangi head losses pada suction piping system. Misalnya dengan mengurangi jumlah fitting, membersihkan striner, cek mungkin venting tangki tertutup) atau bertambahnya speed pompa.
b. Mengurangi Tempertur fluida, dengan :
- Mendinginkan suction dengan fluida pendingin
- Mengisolasi suction pompa
- Mencegah naiknya temperature dari bypass system dari pipa discharge.
c. Mengurangi NPSHR, dengan :
- Gunakan double suction. Ini bias mengurangi NPSHR sekitar 25 % dan
dalam beberapa kasus memungkinkan penambahan speed pompa sebesar 40 %.
- Gunakan pompa dengan speed yang lebih rendah.
- Gunakan impeller pompa yang memiliki bukaan 'lobang' (eye) yang lebih besar.
- Install Induser, dapat mereduksi NPSHR sampai 50 %.
- Gunakan pompa yang lebih kecil. Menggunakan 3 buah pompa kecil
dengan ukuran kapasitas separuhnya, hitungannya lebih murah dari pada
menggunakan pompa besar dan spare-nya. Lagi pula dapat menghemat
energy.
2. Air Ingestion - Masuknya Udara Luar ke Dalam System
Pompa sentrifugal hanya mampu mengendalikan 0.5% udara dari total volume. Lebih dari 6% udara, akibatnya bisa sangat berbahaya, dapat merusak komponen pompa.
Udara dapat masuk ke dalam system melalui beberapa sebab, antara lain :
- Dari packing stuffing box. Ini terjadi, jika pompa dari kondensor,
evaporator atau peralatan lainnya bekerja pada kondisi vakum.
- Flens (sambungan pipa) yang bocor.
- Tarikan udara melalui pusaran cairan (vortexing fluid).
- Jika 'bypass line' letaknya terlalu dekat dengan sisi isap, hal ini akan menambah suhu udara pada sisi isap.
- Berkurangnya fluida pada sisi isap, hal ini dapat terjadi jika level cairan terlalu rendah.
Gambar 2.14 Vortexing Fluida
Keduanya, baik penguapan maupun masuknya udara ke dalam system berpengaruh besar terhadap kinerja pompa yaitu pada saat gelembung-gelembung udara itu pecah ketika melewati 'eye impeller' sampai pada sisi keluar (Sisi dengan tekanan yang lebih tinggi). Terkadang, dalam beberapa kasus dapat merusak impeller atau casing. Pengaruh terbesar dari adanya jebakan udara ini adalah berkurangnya kapasitas pompa.
3. Internal Recirculation - Sirkulasi Balik di dalam System
[image:37.595.255.372.221.397.2]Suction Spesific Speed , yang dapat digunakan untuk mengontrol pompa saat beroperasi, berapa nilai terdekat yang teraman terhadap nilai BEP (Best Efficiency Point) pompa yang harus diambil untuk mencegah terjadinya masalah.
4. Turbulence - Pergolakan Aliran
Aliran fluida diinginkan pada kecepatan yang konstan. Korosi dan hambatan yang ada pada system perpipaan dapat merubah kecepatan fluida dan setiap ada perubahan kecepatan, tekanannya juga berubah. Untuk menghambat hal tersebut, perlu dilakukan perancangan system perpipaan yang baik. Antara lain memenuhi kondisi jarak minimum antara suction pompa dengan elbow yang pertama minimal 10 X diameter pipa. Pada pengaturan banyak pompa, pasang
suction bells pada bays yang terpisah, sehingga satu sisi isap pompa tidak akan mengganggu yang lainnya. Jika ini tidak memungkinkan, beberapa buah pompa bisa dipasang pada satu bak isap (sump) yang besar, dengan syarat :
- Posisi pompa tegak lurus dengan arah aliran.
- Jarak antara dua 'center line' pompa minimum dua kali suction diameter. - Semua pompa dalam keadaan 'runing'.
- Bagian piping upstream paling tidak memiliki pipa yang lurus dengan
panjang minimal 10 x diameter pipa.
- Setiap pompa harus memiliki kapasitas kurang dari 15.000 gpm. - Batas toleransi dasar pompa seharusnya sekitar 30% diameter pipa isap
5. Vane Passing Syndrome
(discharge), ring dapat dibuat untuk memperpanjang sisi keluar dari dinding discharge sampai selubung impeller.
Kavitasi dinyatakan dengan cavities atau lubang di dalam fluida yang kita pompa. Lubang ini juga dapat dijelaskan sebagai gelembung-gelembung, maka kavitasi sebenarnya adalah pembentukan gelembung-gelembung dan pecahnya gelembung tersebut. Gelembung terbentuk tatkala cairan mendidih. Hati-hati untuk menyatakan mendidih itu sama dengan air yang panas untuk disentuh, karena oksigen cair juga akan mendidih dan tak seorang pun menyatakan itu panas. Dan pengaruh Kavitasi denhgan kinerja pompa sentrifugal adalah sebagai berikut:
1. Kapasitas Pompa Berkurang
- Ini terjadi karena gelembung-gelembung udara banyak mengambil
tempat(space), dan kita tidak bisa memompa cairan dan udara pada tempat dan waktu yang sama. Otomatis cairan yang diperlukan menjadi berkurang.
- Jika gelembung itu besar pada eye impeller, pompa akan kehilangan
pemasukan dan akhirnya perlu priming (tambahan cairan pada sisi isap untuk menghilangkan udara).
2. Tekanan (Head) kadang berkurang
Gelembung-gelembung tidak seperti cairan, ia bisa dikompresi (compressible). Hasil kompresi ini yang menggantikan head, sehingga head pompa sebenarnya menjadi berkurang.
3. Pembentukan gelembung pada tekanan rendah karena mereka tidak bisa terbentuk pada tekanan tinggi.
4. Bagian-bagian Pompa Rusak
- Gelembung-gelembung itu pecah di dalam dirinya sendiri, ini dinamakan
imploding kebalikan dari exploding. Gelembung-gelembung itu pecah dari segala sisi, tetapi bila ia jatuh menghantam bagian dari metal seperti impeller atau voluteia tidak bisa pecah dari sisi tersebut, maka cairan masuk dari sisi kebalikannya pada kecepatan yang tinggi dilanjutkan dengan gelobang kejutan yang mampu merusak part pompa. Ada bentuk yang unik yaitu bentuk lingkaran akibat pukulan ini, dimana metal seperti dipukul dengan 'ball peen hammer'.
- Kerusakan ini kebanyakan terjadi membentuk sudut ke kanan pada metal, tetapi pengalaman menunjukan bahwa kecepatan tinggi cairan kelihatannya datang dari segala sudut.
Semakin tinggi kapasitas pompa, kelihatannya semakin mungkin kavitasi terjadi. Nilai Specific speed pump yang tinggi mempunyai bentuk impeller yang memungkinkan untuk beroperasi pada kapasitas yang tinggi dengan
power yang rendah dan kecil kemungkinan terjadi kavitasi. Hal ini biasanya dijumpai pada casing yang berbentuk pipa, dari pada casing yang berbentuk
volute.
2.11 Computational Fluid Dynamic (CFD) Fluent
Computational Fluid Dynamic (CFD) dapat dibagi menjadi dua kata, yaitu:
a. Computational : Segala sesuatu yang berhubungan dengan matematika dan metode numerik atau komputasi.
b. FluidDynamic : Dinamika dari segala sesuatu yang mengalir. Ditinjau dari istilah di atas, CFD bisa berarti suatu teknologi komputasi yang memungkinkan untuk mempelajari dinamika dari benda-benda atau zat-zat yang mengalir.
Fluent adalah salah satu jenis program CFD yang menggunakan metode elemen hingga dan Fluent juga menyediakan fleksibilitas mesh yang lengkap, sehingga dapat menyelesaikan kasus aliran fluida dengan mesh
(grid) yang tidak terstruktur sekalipun dengan cara yang relatif mudah. Penggunaan CFD umumya berhubungan dengan keempat hal berikut:
1. Studi konsep dari desain baru 2. Pengembangan produk secara detail 3. Analisis kegagalan atau troubleshooting
4. Desain ulang
2.11.1 Metode Diskritisasi CFD
CFD sebenarnya mengganti persamaan-persamaan diferensial parsial dari kontinuitas, momentum, dan energi dengan persamaan-persamaan aljabar. CFD merupakan pendekatn dari persoalan yang asalnya kontinum (memiliki jumlah sel tak terhingga) menjadi model yang diskrit (jumlah sel terhingga).
Perhitungan / komputasi aljabar untuk memecahkan persamaan-persamaan diferensial ini ada beberapa metode (metode diskritisasi), diantaranya adalah:
a. Metode beda hingga
b. Metode elemen hingga
c. Metode volume hingga
d. Metode elemen batas
e. Metode skema resolusi tinggi
2.11.2 Proses simulasi CFD
Pada uumnya terdapat tiga thapan yang harus dilakukan ketika kita melakukan simulasi CFD, yaitu:
1. Preprocessing
Komponen pre-processor merupakan komponen input dari
permasalahan aliran ke dalam program CFD dengan menggunakan
interface yang memudahkan operator, berfungsi sebagai transformer
input berikutnya ke dalam bentuk yang sesuai dengan pemecahan oleh
solver. Pada tahapan pre-processor, dapat dilakukan hal-hal sebagai berikut: 1) mendefinisikan geometri daerah yang dikehendaki
(perhitungan domain); 2) pembentukan grid (mesh) pada setiap
domain; 3) pemilihan fenomena kimia dan fisik yang dibutuhkan; 4) menetukan sifat-sifat fluida (konduktivitas, viskositas, panas jenis, massa jenis dan sebagainya); 5) menentukan kondisi batas yang sesuai dengan keperluan. Ketepatan aliran dalam geometri yang dibentuk dalam CFD ditentukan oleh jumlah sel di dalam grid yang dibangun. Semakin besar jumlah sel, ketepatan atau ketelitian dari hasil pemecahan semakin baik. Mesh optimal tidak harus selalu seragam, dapat dilakukan dengan memperhalus mesh pada bagian yang memiliki variasi cukup besar dan semakin kasar untuk bagian yang relatif tidak banyak mengalami perubahan.
2. Solving
Proses pada solver merupakan proses pemecahan secara matematika dalam CFD dengan software FLUENT6.1.22. Metode yang digunakan adalah metode volume hingga (finite volume) yang dikembangkan dari metode beda hingga (finite difference) khusus. Proses pemecahan matematika pada solver digambarkan sebagai diagram alir metode
SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equation)
Gambar 2.15 Diagram Alir Algoritma Numerik volume hingga dengan metode SIMPLE
matematis; 3) penyelesaian persamaan aljabar. Pada proses solver, terdapat 3 persamaan atur aliran fluida yang menyatakan hukum kekekalan fisika, yaitu : 1) massa fluida kekal; 2) laju perubahan momentum sama dengan resultansi gaya pada partikel fluida (Hukum II Newton); 3) laju perubahan energi sama dengan resultansi laju panas yang ditambahkan dan laju kerja yang diberikan pada partikel fluida (Hukum I Termodinamika).
a. Kekekalan Massa 3 Dimensi steady state
Keseimbangan massa untuk fluida dinyatakan sebagai berikut:
Laju kenaikan massa dalam elemen fluida = Laju net aliran fluida massa ke dalam elemen batas
x y wδ δ ρ
z y uδ δ ρ z x v δ δ ρ x δ y δ z δ x y z z w w δ δ δ ρ ρ ) ( ∂ ∂ + z y x x u
u ρ δ δ δ
ρ ) ( ∂ ∂ + x z y y v
v ρ δ δ δ
ρ )
(
[image:44.595.116.536.316.653.2]∂ ∂ +
Gambar 2.16 Elemen Fluida pada persamaan kekekalan massa
Persamaan diatas merupakan persamaan kontinuitas untuk fluida. Ruas kiri menggambarkan laju net massa keluar dari elemen melewati batas dan dinyatakan sebagai faktor konveksi.
b. Persamaan Momentum 3 Dimensi Steady State
Persamaan momentum dikembangkan dari persamaan Navier-Stokes
dalam bentuk yang sesuai dengan metode finite volume sebagai
berikut: x δ y δ z δ fx z y pδ δ
z y
xxδ δ
σ τzxδxδy
z x
yxδ δ τ z y x x p p δ )δ δ ( ∂ ∂ + z y x x xx
xx δ δ δ
σ σ ) ( ∂ ∂ + y x z z zx
zx δ δ δ
τ τ ) ( ∂ ∂ + z x y y yx yx δ δ δ τ τ ) ( ∂ ∂ +
Gambar 2.17 Elemen fluida pada persamaan momentum Momentum x :
Momentum y :
c. Persamaan energi diturunkan dari Hukum I Termodinamika yang menyatakan bahwa : laju perubahan energi partikel fluida = laju penambahan panas ke dalam partikel fluida ditambahkan dengan laju kerja yang diberikan pada partikel. Secara matematika dapat ditulis sebagai berikut :
Untuk Gas ideal :
3. Postprocessing
Postprocessing adalah langkah akhir dalam analisis CFD. Hal yang dilakukan pada langkah ini adalah mengorganisasi dan menginterpretasi data hasil simulasi CFD yang bisa berupa gambar, kurva, dan animasi. Hasil yang diperoleh dari proses yang berada dalam pre-processor dan solver akan ditampilkan dalam post-processor. Tampilan tersebut dapat berupa : 1) tampilan geometri domain dan grid; 2) plot vektor; 3) plot permukaan 2 dan 3 dimensi; 4) pergerakan partikel; 5) manipulasi pandangan; 6) output warna.
2.11.3 Penggunaan CFD Fluent pada Pompa Sentrifugal
Gambar 2.17. Hasil simulasi untuk vektor-vektor kecepatan yang terjadi
BAB III
PERENCANAAN SPESIFIKASI POMPA
Dalam pemilihan pompa untuk maksud tertentu, agar dalam pengoperasiannya pompa tersebut dapat beroperasi dengan baik dan benar seperti yang diinginkan, terlebih dahulu harus diketahui kapasitas aliran dan head yang diperlukan untuk mengalirkan fluida yang akan dipompakan.
Selain itu agar pompa dapat bekerja tanpa kavitasi perlu diperhitungkan berapa tekanan minimum yang harus tersedia pada sisi masuk pompa.
Selanjutnya untuk menentukan penggerak mula yang akan digunakan, terlebih dahulu harus dilakukan penyelidikan tentang sumber tenaga penggerak pada pompa tersebut dioperasikan.
3.1 Kapasitas Aliran
Untuk menentukan tepat dan akuratnya kapasitas air yang diperlukan sangatlah sulit, maka dalam hal ini metode yang digunakan adalah metode penaksiran. Ada beberapa metode yang digunakan untuk menaksir besar laju aliran air [Soufyan M. Noerbambang, hal 64], antara lain :
a. Berdasarkan jumlah pemakai
b. Berdasarkan jenis dan jumlah alat plambing
c. Berdasarkan unit beban alat plambing ( fixtureunit ) a. Penaksiran berdasarkan jumlah pemakai
Metode ini didasarkan pada pemakaian air rata-rata sehari dari setiap penghuni, dan perkiraan jumlah penghuni. Dengan demikian jumlah pemakaian sehari dapat diperkirakan, walaupun jenis maupun alat plambing belum ditentukan.
b. Penaksiran berdasarkan jenis dan jumlah alat plambing
c. Penaksiran berdasarkan unit alat plambing (fixtureunit)
Dalam metode ini untuk setiap alat plambing ditetapkan suatu unit beban (fixture unit / FU). Untuk setiap bagian pipa dijumlahkan besarnya unit beban dari semua alat plambing yang dilayaninya, dan kemudian dicari besarnya laju aliran air. Metode ini memiliki tingkat ketelitian yang tinggi, karena kapasitas dari aliran tersebut dibuat sesuai alat plambing yang tersedia.
Maka dari uraian di atas metode yang digunakan adalah metode penaksiran berdasarkan unit alat plambing karena dianggap lebih teliti dan data unit-unit alat plambingnya sudah didapat dari hasil survey.
[image:49.595.107.512.448.734.2]Penentuan kapasitas dari hotel ini adalah berdasarkan jumlah unit alat plambing yang terdapat pada hotel ini dan jenis penyediaan air yang terdapat adalah penggunaan tangki gelontor, katup gelontor dan keran. Adapun klasifikasi unit alat plambing dala penyediaan air bersih dapat dilihat pada tabel 3.1 berikut ini [Soufyan M. Noerbambang, hal 68]
Tabel 3.1 Unit Alat Plambing (fixture unit) untuk penyediaan air bersih1)
Jenis alat plambing2)
Jenis Penyediaan Air Unit alat plambing3) Keterangan Untuk Pribadi4) Untuk Umum5)
Kloset Katup gelontor 6 10
Kloset Tangki gelontor 3 5
Peturasan dengan tiang (urinal
trough-type)
Katup gelontor - 10
Peturasan terbuka (urinal
stall)
Peturasan terbuka (urinal
stall)
Tangki gelontor - 3
Bak cuci (kecil) Keran 0,5 1
Bak cuci tangan Keran 1 2
Bak cuci tangan, untuk kamar
operasi
Keran - 3
Bak mandi rendam (bath tub)
Keran pencampur air dingin dan panas
2 4
Pancuran mandi (shower)
Keran pencampur air dingin dan panas
2 4
Pancuran mandi tunggal
Keran pencampur air dingin dan panas
2 -
Satuan kamar mandi dengan bak mandi rendam Kloset dengan katup gelontor
8 -
Satuan kamar mandi dengan bak mandi rendam Kloset dengan tangki gelontor
6 -
Bak cuci bersama (untuk tiap keran)
- 2
Bak cuci pel Keran 3 4 Gedung kantor,
dsb.
Bak cuci dapur Keran 2 4 Untuk umum :
hotel atau restoran, dsb
Bak cuci piring (sink)
Keran - 5
(satu sampai tiga)
Pancuran minum Keran air minum - 2
Pemanas air Katub bola - 2
Sumber : Perancangan dan pemeliharaan sistem plambing, Soufyan M. Noerbambang
Catatan : 1)Alat plambing yang airnya mengalir secara kontinyu harus dihitung secara
terpisah, dan ditambahkan pada jumlah unit alat plambing.
2)
Alat plambing yang tidak ada dalam daftar dapat diperkirakan dengan
membandingkan dengan alat plambing yang mirip/ terdekat.
3)
Nilai unit alat plambing dalam tabel ini adalah keseluruhan. Kalau digunakan
air dingin dan air panas, unit alat plambing maksimum masing – masing untuk
air dingin dan air panas diambil tigaperempatnya.
4)
Alat plambing untuk keperluan pribadi dimaksudkan pada rumah pribadi atau
apartement, di mana pemakaiannya tidak terlalu sering.
5)
Alat plambing untuk keperluan umum dimaksudkan yang dipasang dalam
gedung kantor, sekolah, pabrik, dsb, dimana pemakaiannya cukup sering.
Dan setelah mendapatkan hasil dari jumlah unit alat plambing tersebut,dengan menggunakan tabel permintaan air bersih berdasarkan jumlah unit alat plambing [Louis S. Nielsen, hal 165] maka didapatlah kapasitas aliran yang dibutuhkan hotel ini.
Tabel 3.2 Permintaan air bersih berdasarkan jumlah unit alat plambing
Sistem yang didominasi penggunaan
Tangki gelontor
Sistem yang didominasi penggunaan
Katup gelontor
Beban Kebutuhan Beban Kebutuhan
Water Supply
Fixture Unit
(WSFU)
gpm L/s gpm L/s
1 3 0,19 1
2 5 0,32 2
4 8 0,51 4
5 9,4 0,59 5 15 0,95
6 10,7 0,68 6 17,4 1,1
7 11,8 0,74 7 19,8 1,25
8 12,8 0,81 8 22,2 1,4
9 13,7 0,86 9 24,6 1,55
10 14,6 0,92 10 27 1,7
12 16 1,01 12 28,6 1,8
14 17 1,07 14 30,2 1,91
16 18 1,14 16 31,8 2,01
18 18,8 1,19 18 33,4 2,11
20 19,6 1,24 20 35 2,21
25 21,5 1,36 25 38 2,4
30 23,3 1,47 30 42 2,65
35 24 1,57 35 44 2,78
40 26,3 1,66 40 46 2,9
45 27,7 1,76 45 48 3,03
50 29,1 1,84 50 50 3,15
60 32 2,02 60 54 3,41
70 35 2,21 70 58 3,66
80 38 2,4 80 61,2 3,86
90 41 2,59 90 64,3 4,06
100 43,5 2,74 100 67,5 4,26
120 48 3,03 120 73 4,61
140 52,5 3,31 140 77 4,86
160 57 3,6 160 81 5,11
180 61 3,85 180 85,5 5,39
200 65 4,1 200 90 5,68
300 85 5,36 300 108 6,81
400 105 6,62 400 127 8,01
500 124 7,82 500 143 9,02
750 170 10,73 750 177 11,17
1000 208 13,12 1000 208 13,12
1250 239 15,08 1250 239 15,08
1500 269 16,97 1500 269 16,97
2000 325 20,5 2000 325 20,5
2500 380 23,97 2500 380 23,97
3000 433 27,32 3000 433 27,32
4000 525 33,12 4000 525 33,12
5000 593 37,41 5000 593 37,41
Sumber : Standard Plumbing Engineering Design, Louis S. Nielsen
Dalam hal ini perhitungan jumlah unit alat plambing dibuat untuk masing-masing lantai. Dari data survey yang didapat, gedung ini dibagi menjadi 2 bagian yaitu Grand Paladium dan Hotel Aryaduta, sedangkan Hotel Aryaduta sendiri terdapat pada 5 lantai teratas. Dan perhitungan dimulai dari lantai terbawah hotel hingga lantai teratas hotel.
3.1.1 Perhitungan jumlah unit alat plambing pada lantai P4 (ParkingFloor)
Pada lantai P4 ini terdapat beberapa ruangan yang menggunakan air. Ruangan-ruangan tersebut adalah toilet driver, tempat wudhu, klinik, kantin,
Tabel 3.3 Jumlah unit alat plambing (fixtureunit) pada lantai P4
Ruangan Jenis alat Plambing Jenis Penyediaan air Unit Alat Plambing (WSFU)
Toilet Driver
1 kloset,
1 lavatory,
2 Urinalstall
Katup gelontor
Keran
Katup gelontor
22 FU
Tempat wudhu 1 Urinaltrough-type Katup gelontor 10 FU
Klinik 1 lavatory Keran 1 FU
Kantin 1 lavatory Keran 2 FU
Locker Pria
2 kloset,
2 shower,
4 urinalstall,
2 lavatory
Katup gelontor
Keran
Katup Gelontor
Keran
42 FU
Locker wanita
3 kloset,
2 shower,
2 lavatory
Katup gelontor
Keran
Keran
42FU
Total Fixture unit 119 FU
Dan dari hasil survey diketahui volume kolam renang adalah 560 m3. Air kolam renang diganti dua kali seminggu sehingga jumlah air yang diperlukan untuk kebutuhan kolam renang per harinya (Qkolam renang):
Qkolam renang = 560 m3 x 2/7 hari
= 149,33 m3/hari = 1,73 L/s
Dengan kapasitas kolam renang 1,73 l/s dengan menggunakan tabel 3.2, maka nilai unit alat plambing yang dihasilkan kolam renang adalah 10 FU.
3.1.2 Perhitungan jumlah unit alat plambing pada lantai 1 hotel (1st floor
hotel)
[image:55.595.108.516.289.752.2]Pada lantai ini terdapat beberapa ruangan yang membutuhkan air. Pada lantai ini juga ada kamar-kamar hotel dan juga ada restoran serta dapur hotelnya. Pada lantai ini terdapat 45 kamar hotel, dimana masing-masing toilet kamar tersebut memiliki jenis-jenis alat plambing yang sama. Berdasarkan hasil survey adapun rincian dari jenis alat plambing yang terdapat pada lantai 1 hotel ini terlihat pada tabel 3.4 berikut.
Tabel 3.4 Jumlah unit alat plambing (fixtureunit) pada lantai 1 hotel
Ruangan Jenis alat plambing Jenis penyediaan air Unit alat plambing (WSFU)
Toilet Pria 4 kloset,
3 lavatory,
4 urinal stall
Katup Gelontor
Keran
Katup Gelontor
66 FU
Toilet wanita 5 kloset,
3 lavatory,
Katup Gelontor
Keran 56 FU
Tempat wudhu 1 Urinal trough type Katup Gelontor 10 FU
Toilet Lobby 1 kloset
1 lavatory
Katup Gelontor
Keran 12 FU
Toilet Entertainment corner
4 kloset
4 lavatory
Katup gelontor
Keran 48 FU
Toilet kamar hotel
(45 kamar)
1 kloset
1 lavatory
1 Shower
Tangki gelontor
Keran
Keran
270 FU
Restoran dan Dapur hotel
ButcherArea 1 sink Keran 5 FU
Chef’soffice 1 pemanas air Katup bola 2 FU
Gudang Pengeringan 1 pemanas air Katup bola 2 FU
Area cuci piring 4 sink,
1 pemanas air
Keran
Katup bola 22 FU
Roomservice 1 sink Keran 5 FU
Store Area 1 sink Keran 5 FU
Cold kitchen Area 1 sink Keran 5 FU
Bakery Area 3 sink
1 pemanas air
Keran
Teppanyaki area 3 sink,
1 pemanas air
Keran
Katup bola 17 FU
Sushi Sashimi area 1 sink Keran 5 FU
Chinese cooking area 1 sink Keran 5 FU
Western cooking area 2 sink,
1 pemanas air
Keran
Katup bola 12 FU
Bar area 1 pancuran air minum
1 sink
Keran
Keran 7 FU
Total fixture unit 571 FU
Maka total jumlah unit plambing yang terdapat pada lantai 1 hotel sebanyak 571 FU.
3.1.3 Perhitungan jumlah unit alat plambing pada lantai 2 hotel (2nd floor hotel)
Pada lantai ini hanya terdapat kamar-kamar tamu hotel, dimana pada lantai ini terdapat 75 kamar tamu hotel. Sama seperti lantai sebelumnya, toilet kamar hotel yang ada di lantai ini memiliki jenis unit alat plambing yang sama. Berdasarkan hasil survey adapun rincian dari jenis alat plambing yang terdapat pada lantai 2 hotel ini terlihat pada tabel 3.5 berikut.
Tabel 3.5 Jumlah unit alat plambing (fixtureunit) pada lantai 2 hotel
Ruangan Jenis alat plambing Jenis penyediaan air Unit alat plambing (WSFU)
Toilet kamar hotel
(75 kamar)
1 kloset
1 lavatory
1 Shower
Tangki gelontor
Keran
Keran
450 FU
