TUGAS
TUGAS
TUGAS
TUGAS SARJANA
SARJANA
SARJANA
SARJANA
MESIN
MESIN
MESIN
MESIN FLUIDA
FLUIDA
FLUIDA
FLUIDA
DESAIN
DESAIN
DESAIN
DESAIN DAN
DAN
DAN
DAN PERHITUNGAN
PERHITUNGAN
PERHITUNGAN
PERHITUNGAN TEORITIS
TEORITIS
TEORITIS
TEORITIS POMPA
POMPA
POMPA
POMPA SENTRIFUGAL
SENTRIFUGAL
SENTRIFUGAL
SENTRIFUGAL
DENGAN
DENGAN
DENGAN
DENGAN STUDI
STUDI
STUDI
STUDI KASUS
KASUS
KASUS
KASUS DI
DI
DI
DI PT.
PT.
PT.
PT. CHAROEN
CHAROEN
CHAROEN
CHAROEN POKPHAND
POKPHAND
POKPHAND
POKPHAND INDONESIA
INDONESIA
INDONESIA
INDONESIA
Oleh :
BRIYAN
BRIYAN
BRIYAN
BRIYAN OKTAMA
OKTAMA
OKTAMA
OKTAMA
090421006
090421006
090421006
090421006
PROGRAM
PROGRAM
PROGRAM
PROGRAM PENDIDIKAN
PENDIDIKAN
PENDIDIKAN
PENDIDIKAN SARJANA
SARJANA
SARJANA
SARJANA EKSTENSI
EKSTENSI
EKSTENSI
EKSTENSI
DEPARTEMEN
DEPARTEMEN
DEPARTEMEN
DEPARTEMEN TEKNIK
TEKNIK
TEKNIK
TEKNIK MESIN
MESIN
MESIN
MESIN
FAKULTAS
FAKULTAS
FAKULTAS
FAKULTAS TEKNIK
TEKNIK
TEKNIK
TEKNIK
UNIVERSITAS
UNIVERSITAS
UNIVERSITAS
UNIVERSITAS SUMATERA
SUMATERA
SUMATERA
SUMATERA UTARA
UTARA
UTARA
UTARA
MEDAN
MEDAN
MEDAN
MEDAN
ABSTRAK
ABSTRAK
ABSTRAK
ABSTRAK
Untuk mengalir air dari reservoir bawah ke reservoir atas maka dibutuhkan sebuah pompa untuk memindahkannya. Pompa akan bekerja secara optimal jika pompa tersebut memiliki instalasi yang sesuai dengan kemampuan pompa itu bekerja. Yang menjadi pedoman dalam membuat instalasi pompa adalah kapasitas ( Q ) dan Tinggi Tekan ( H ) yang dibutuhkan dalam memompakan air tersebut.
Pompa adalah mesin fluida yang banyak digunakan untuk mengalirkan fluida incompressible dari suatu tempat yang rendah ketempat yang lebih tinggi atau dari tekanan yang rendah ketekanan yang lebih tinggi. Bila ditinjau dari tekanan yang menimbulkan energi fluida maka pompa dapat diklasifikasikan kedalam dua jenis yaitu:
1. Pompa Tekanan Statis 2. Pompa Tekanan Dinamis
KATA KATA KATA
KATA PENGANTARPENGANTARPENGANTARPENGANTAR
Assalamu Assalamu
AssalamuAssalamu’’’’ AlaikumAlaikumAlaikumAlaikum Wr.Wr.Wr.Wr. Wb.Wb.Wb.Wb.
Syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, nikmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara, dengan judul skripsi: ““““DesainDesainDesainDesain dandandandan PerhitunganPerhitunganPerhitunganPerhitungan teoritisteoritisteoritisteoritis pompapompapompapompa sentrifugal
sentrifugal
sentrifugalsentrifugal dengandengandengandengan studistudistudistudi kasuskasuskasuskasus didididi PT.PT.PT.PT. CharoenCharoenCharoenCharoen PokphandPokphandPokphandPokphand IndonesiaIndonesiaIndonesiaIndonesia ””””....
Penulis berupaya semaksimal mungkin untuk mendapatkan hasil terbaik, yang nantinya dapat dimanfaatkan oleh berbagai pihak yang membutuhkan. Namun penulis sadar bahwa skripsi ini jauh dari sempurna, baik dalam bahasa dan ruang lingkup pembahasannya. Hal ini tidak terlepas dari keterbatasan ilmu pengetahuan yang dimiliki oleh penulis. Oleh karena itu dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan kritikan dan saran yang membangun dari berbagai pihak yang konstruktif demi kesempurnaan skripsi ini.
Dikesempatan ini penulis tidak lupa pula ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada kedua orang tua penulis dan serta seluruh keluarga yang selalu membantu dan memberikan dorongan moril maupun matril kepada penulis, sehingga mempengaruhi dalam kehidupan penulis semoga Allah SWT memberikan rahmat dan hidayah yang berlimpah kepada mereka atas jasa – jasanya kepada penulis, Amin.
Akhir kata penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan bagi pembaca sekalian. Semoga Allah SWT melimpahkan rahmat, nikmat,dan karunia kepada kita semua, Amin...
Wassalamu Wassalamu
WassalamuWassalamu ‘‘‘‘AlaikumAlaikumAlaikumAlaikum Wr.Wr.Wr.Wr. WbWbWbWb.
Medan, April 2013 Penulis
DAFTAR DAFTAR DAFTARDAFTAR ISIISIISIISI
LEMBAR LEMBAR
LEMBARLEMBAR PENGESAHANPENGESAHANPENGESAHANPENGESAHAN KATA
KATA
KATAKATA PENGANTARPENGANTARPENGANTARPENGANTAR………. . ii
DAFTAR DAFTAR DAFTARDAFTAR ISIISIISIISI……… . iv
DAFTAR DAFTAR DAFTARDAFTAR GAMBARGAMBARGAMBARGAMBAR………. vi
DAFTAR DAFTAR DAFTARDAFTAR TABELTABELTABELTABEL……… . vii
DAFTAR DAFTAR DAFTARDAFTAR NOTASINOTASINOTASINOTASI……… viii
BAB BAB BABBAB IIII PENDAHULUANPENDAHULUANPENDAHULUANPENDAHULUAN……….………. 1
1.1. Latar Belakang………. 1
1.2. Perumusan Masalah……… ……... 2
1.3. Tujuan Penelitian……… . 2
1.4. Manfaat Penelitian………. . 2
BAB BAB BABBAB IIIIIIII TINJAUANTINJAUANTINJAUANTINJAUAN PUSTAKAPUSTAKAPUSTAKAPUSTAKA………. . 3
2.1. Mesin Fluida……….. . 3
2.2. Pompa………. . 6
2.2.1. Klasifikasi Pompa……….. . 8
2.2.2. NPSH dan Kavitasi……… . 16
2.3. Pompa Sentrifugal……….. . 20
2.3.1. Klasifikasi Pompa Sentrifugal………... . 22
2.3.2. Kerja Pompa Sentrifugal………. 27
2.3.3. Horse power (HP) dan Efesiensi Pompa………. 28
2.3.4. Tekanan Head……… . 29
2.3.5. Poros Pompa……….. . 30
2.3.6. Pemeriksaan terhadap Tegangan Torsi……….. . 30
2.3.7. Pemeriksaan terhadap Tegangan Aksial……… . 31
2.3.8. Putaran Spesifik……… . 31
2.3.9. Impeller………. . 33
2.3.10. Eye (mata) Impeller………... . 35
2.3.11. Net Positive Suction Head (NPSH)………... . 36
BAB BAB
BABBAB IIIIIIIIIIII METODEMETODEMETODEMETODE PENELITIANPENELITIAN DANPENELITIANPENELITIANDANDANDAN PELAKSANAANPELAKSANAANPELAKSANAANPELAKSANAAN……….. 39
3.1. Tempat dan Waktu……….... 39
3.1.1. Tempat………... 39
3.1.2. Waktu………... 39
3.2. Peralatan……..……….. 39
3.3. Perhitungan dan Desain………... 41
3.4. Rancangan Kegiatan………... 42
3.4.1. Flow Chart Penelitian ………... 42
3.4.2. Uraian Kegiatan………... 43
BAB BAB BABBAB IVIVIVIV HASILHASILHASILHASIL DANDANDANDAN PEMBAHASANPEMBAHASANPEMBAHASANPEMBAHASAN………... 44
4.1. Karakteristik pompa dengan hasil uji lapangan……… 44
4.2. Karakteristik pompa hasil rancangan………...………. 46
4.2.1. Perencanaan Poros pompa……….... 46
4.2.2. Pemeriksaan terhadap tegangan torsi dan aksial……….. 47
4.2.3. Perencanaan impeller……… 48
4.2.4. Perencanaan rumah pompa………... 51
BAB BAB BABBAB VVVV KESIMPULANKESIMPULANKESIMPULANKESIMPULAN DANDANDANDAN SARANSARANSARANSARAN……….... 56
5.1. Kesimpulan………... 56
5.2. Saran………... . 57 DAFTAR
DAFTAR
DAFTARDAFTAR PUSTAKAPUSTAKAPUSTAKAPUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR
GAMBAR
GAMBAR
Gambar 2.1 Perubahan bentuk oleh penerapan gaya geser yang konstan 4
Gambar 2.2 Diagram alir kerja pompa 7
Gambar 2.3 (a) Pompa putar 2 cuping, (b) pompa putar 3cuping, (c) pompa putar 4 cuping 9
Gambar 2.4 Pompa Peristaltic 10
Gambar 2.5 Pompa Impeller Fleksibel 11
Gambar 2.6 Pompa Gear luar 12
Gambar 2.7 Pompa bolak balik / Reciprocating Pump 13
Gambar 2.8 (a) Pompa aliran radial, (b) Pompa aliran aksial, (c) Pompa aliran campuran 14
Gambar 2.9 Pompa Zet 15
Gambar 2.10 Proses Terjadinya kavitasi 16
Gambar 2.11 Pompa sentrifugal 22
Gambar 2.12 Pompa aliran radial 22
Gambar 2.13 Pompa aliran campuran 23
Gambar 2.14 Pompa aliran aksial 23
Gambar 2.15 Impeller tertutup 24
Gambar 2.16 Pompa volute 25
Gambar 2.17 Pompa diffuser 25
Gambar 2.19 Poros vertical&Poros horizontal 26
Gambar 2.20 Keterangan pompa sentrifugal 27
Gambar 2.21 Kurva efesiensi pompa 29
Gambar 2.22 Kurva Head constant 33
Gambar 2.23 Kurva Percent Head rise 34
Gambar 2.24 Kurva Capacity Constant 35
Gambar 2.25 Kurva Impeller eye diameter / outside diameter ratio 35
Gambar 2.26 Kurva Volute velocity Constant 37
Gambar 3.1 Pompa sentrifugal 39
Gambar 3.2 Meteran 40
Gambar 3.3 Jangka Sorong 40
Gambar 4.1 Grafik pengaruh kapasitas terhadap head pompa 45
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR TABEL
TABEL
TABEL
TABEL
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR NOTASI
NOTASI
NOTASI
NOTASI
Ai Luas area eye impeller mm2
As Luas area poros mm2
A8 Volute throat area sq.mm
b2 Lebar Impeller mm
b3 Lebar Volute mm
Cm1 Average meridianal velocity at blade inlet m/sec2
D Diameter Poros mm D1 Diameter eye Impeller mm
D2 Diameter Impeller mm
D3 Diameter Cut water mm
H Head impeller m
J Polar area moment of inertia mm4
Km2 Capacity constant
Ku Speed constant
ns Putaran Spesifik rpm
P Daya kw
Q Kapasitas pompa m3/s
r Jari – jari poros mm S.g Spesifik gravity m/sec2
Su Tebal Sudu mm
Ut Peripheral velocity of impeller blade m/sec Z Jumlah sudu
τ Tegangan Torsi kg/m2
ABSTRAK
ABSTRAK
ABSTRAK
ABSTRAK
Untuk mengalir air dari reservoir bawah ke reservoir atas maka dibutuhkan sebuah pompa untuk memindahkannya. Pompa akan bekerja secara optimal jika pompa tersebut memiliki instalasi yang sesuai dengan kemampuan pompa itu bekerja. Yang menjadi pedoman dalam membuat instalasi pompa adalah kapasitas ( Q ) dan Tinggi Tekan ( H ) yang dibutuhkan dalam memompakan air tersebut.
Pompa adalah mesin fluida yang banyak digunakan untuk mengalirkan fluida incompressible dari suatu tempat yang rendah ketempat yang lebih tinggi atau dari tekanan yang rendah ketekanan yang lebih tinggi. Bila ditinjau dari tekanan yang menimbulkan energi fluida maka pompa dapat diklasifikasikan kedalam dua jenis yaitu:
1. Pompa Tekanan Statis 2. Pompa Tekanan Dinamis
BAB BAB BAB BAB IIII PENDAHULUAN PENDAHULUANPENDAHULUANPENDAHULUAN
1.1. 1.1.
1.1.1.1. LatarLatarLatarLatar BelakangBelakangBelakangBelakang
Pompa merupakan pesawat angkut yang bertujuan untuk memindahkan zat cair melalui saluran tertutup. Pompa menghasilkan suatu tekanan yang sifat hanya mengalir dari suatu tempat ke tempat yang bertekanan lebih rendah. Atas dasar kenyataan tersebut maka pompa harus mampu membangkitkan tekanan fluida sehingga dapat mengalir atau berpindah. Fluida yang dipindahkan adalah fluida inkompresibel atau fluida yang tidak dapat dimampatkan.
Prinsip kerja pompa adalah menghisap dan melakukan penekanan terhadap fluida. Pada sisi hisap (suction)elemen pompa akan menurunkan tekanan dalam ruang pompa sehingga akan terjadi perbedaan tekanan antara ruang pompa dengan permukaan fluida yang dihisap. Akibatnya fluida akan mengalir ke ruang pompa. Oleh elemen pompa fluida ini akan didorong atau diberikan tekanan sehingga fluida akan mengalir ke dalam saluran tekan (discharge) melalui lubang tekan. Proses kerja ini akan berlangsung terus selama pompa beroperasi.
Pompa yang dipergunakan sebelumnya harus diketahui karakteristik pada kondisi kerja yang berbeda, dengan demikian dapat ditentukan batas-batas kondisi kerja dimana pompa tersebut bisa mencapai efisiensi maksimum. Hal ini perlu dilakukan karena pada kenyataannya sangat sulit memastikan performansi pompa pada kondisi kerja yang sebenarnya.
Proses kerja pompa sentrifugal yaitu aliran fluida yang radial akan menimbulkan efek sentrifugal dari impeller diberikan kepada fluida. Jenis pompa sentrifugal atau kompresor aliran radial akan mempunyai head yang tinggi tetapi kapasitas alirannya rendah. Pada mesin aliran radial ini, fluida masuk melalui bagian tengah impeller dalam arah yang pada dasarnya aksial. Fluida keluar melalui celah-celah antara sudut dan piringan dan meninggalkan bagian luar impeller pada tekanan yang tinggi dan kecepatan agak tinggi ketika memasukicasingatauvolute.
Volute akan mengubah head kinetik yang berupa kecepatan buang tinggi menjadi head tekanan sebelum fluida meninggalkan pipa keluaran pompa. Jika casing dilengkapi dengan sirip pemandu
(guide vane), pompa tersebut disebut diffuser atau pompa turbin. Impeller yaitu bagian dari pompa yang berputar yang mengubah tenaga mesin ke tenaga kinetik. Volute yaitu bagian dari pompa yang diam yang mengubah tenaga kinetik ke bentuk tekanan.
1.2. 1.2.
1.2.1.2. PerumusanPerumusanPerumusanPerumusan MasalahMasalahMasalahMasalah
Permasalahan yang akan dilakukan dalam penelitian ini adalah mendesain & menganalisa karakteristik pompa sentrifugal.
1.4. 1.4.
1.4.1.4. TujuanTujuanTujuanTujuan PenelitianPenelitianPenelitianPenelitian
Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan desain dan karakteristik pompa secara teoritis dengan aktual.
1.5. 1.5.
1.5.1.5. ManfaatManfaatManfaatManfaat PenelitianPenelitianPenelitianPenelitian
BAB BABBABBAB IIIIIIII TINJAUAN
TINJAUANTINJAUANTINJAUAN PUSTAKAPUSTAKAPUSTAKAPUSTAKA
2.1. 2.1.
2.1.2.1. MesinMesinMesinMesin FluidaFluidaFluidaFluida
Mesin fluida adalah mesin yang berfungsi untuk merubah energi mekanik menjadi energi potensial dan sebaliknya, merubah energi mekanik dalam bentuk fluida, dimana fluida yang dimaksud adalah air, uap, dan gas. Berdasarkan pengertian diatas maka secara umum mesin – mesin fluida dapat digolongkan dalam dua golongan yaitu :
1. Golongan mesin – mesin kerja, yaitu berfungsi untuk merubah energi mekanis menjadi energi fluida, contohnya : pompa, blower, compressor, dan lain – lain.
2. Golongan mesin – mesin tenaga yang berfungsi untuk merubah energi fluida menjadi energi mekanis seperti : turbin air, turbin uap, kincir angin, dan lain – lain.
Pada pompa, lingkup penggunaan pompa sangat luas dengan berbagai kebutuhan terhadap kapasitas dan tinggi kenaikan yang berbeda – beda, kadang – kadang pompa harus dibuat secara khusus sedemikian rupa sesuai dengan kebutuhan terhadap kapasitas pompa yang diperlukan, tinggi kenaikan, dan bahan (fluida) yang akan dipompa, serta terdapat juga persyaratan khusus dari mana pompa tersebut akan dipasang, dari kemugkinan pemilihan mesin penggerak pompa dan dari masalah perawatan pompa tersebut.
Definisi Fluida :
geser rata – rata pada permukaan itu. Tegangan geser pada suatu permukaan titik adalah nilai batas perbandingan gaya geser terhadap gaya luar hingga menjadi titik tersebut.
Pada gambar 2.1 suatu zat ditempatkan diantara dua plat sejajar dengan jarak yang sedemikian luas sehingga pada keadaan tepi plat dapat diabaikan. Plat bawah dengan terpasang tetap, pada suatu gaya (F) diterapkan pada plat atas yang mengarahkan tegangan geserF/Apada zat apapun yang terdapat diantara plat – plat itu. Adalah luas plat diatas, bila gaya F
menyebabkan plat atas bergerak dengan suatu kecepatan (bukan nol) yang steady, walaupun F
kecil kita dapat menyimpulkan bahwa zat diantara kedua plat tersebut adalah fluida.
Gambar
GambarGambarGambar 2.12.12.12.1 Perubahan bentuk oleh penerapan gaya geser yang konstan(1)
besaran – besaran lainnya dipertahankan dengan konstan, F berbanding lurus dengan a serta U
dan berbanding terbalik dengan tebaltdalam bentuk persamaan
(1)
Disini adalah faktor kesebandingan dan pengaruh fluida yang bersangkutan tercakup didalamnya jika tegangan geser : σ =F APada perbandinganU/tadalah kecepatan sudut garis a,
b atau laju perubahan bentuk berkurangnya b, a, d. Kecepatan sudut tersebut juga dapat ditulis
du/dy, karena baik u/t ataupun du/dy adalah lebih umum. Karena hal ini berlaku pada situasi– situasi dimana kecepatan sudut serta tegangan geser berubah dengany. Gradien kecepatan du/dy
juga dapat dibayangkan sebagai lapisan yang bergerak relatif terhadap lapisan yang berdekatan, dalam bentuk differensialnya :
(1)
adalah merupakan hubungan antara tegangan geser dan laju perubahan bentuk – bentuk sudut aliran fluida satu dimensi, faktor keseimbangan μ disebut viskositas. Yaitu ada tiga alasan yang jelas untuk meningkatkan tekanan pada fluida yang dipompa :
1. Ketinggian statis
Tekanan air harus besar, untuk mengalirkan air dari satu tempat yang rendah ke tempat yang tinggi. Seperti : memindahkan air dari satu lantai pada bangunan ke lantai yang lebih tinggi atau memompakan air ke tempat yang lebih tinggi.
2. Gesekan
Air mengalir keseluruh sistem perpipaan, katup, dan benda – benda yang mengakibatkan terjadinya kerugian gesekan di sepanjang jalur pipa.
3. Tekanan
Dibeberapa sistem, ini perlu untuk memperbesar tekanan air pada suatu proses. Untuk mengalirkan air pada ketinggian yang berubah dan keseluruh saluran pipa. Tekanan pada air harus sering diperbesar untuk mengalirkan air kedalam tempat bertekanan.
4. Kecepatan
Ini adalah factor lain yang perlu dipertimbangkan. Tidak semua kecepatan energi pada pompa dapat mengubah tekanan pada energi potensial. Saluran keluar pada hampir setiap pompa adalah ringan dibandingkan dengan saluran masuk pada setiap pompa. Karena cairannya adalah inkompresibel, kecepatan air meninggalkan pompa lebih tinggi dari pada masuk ke pompa.
2.2. 2.2.
2.2.2.2. PompaPompaPompaPompa
Seperti telah dijelaskan terdahulu, pompa adalah mesin fluida yang digunakan untuk mengalirkan fluida inkompresibel (tidak dapat dimampatkan) dari suatu tempat ke tempat yang lain, dari suatu tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi atau dari tekanan yang rendah ke tekanan yang lebih tinggi. Dalam hal ini pembahasan pompa tidak terlepas dari pembahasan pipa isap (suction pipe) dan pipa tekan (discharge) yang secara keseluruhan juga tentang pemompaan (pumping system).
menggunakan beberapa perubahan energi untuk meningkatkan tekanan fluida. Berikut ilustrasi pada pompa sentrifugal. Energi masuk kedalam pompa terjadi dengan menggunakan motor penggerak. Hampir secara umum motor penggeraknya adalah motor listrik. Cara lain untuk menggerakan energi adalah seperti menggunakan motor penggerak untuk memberi tekanan tinggi pada steam sehingga steam tersebut dapat menggerakan turbin, bahan bakar minyak penggerak mesin diesel, tekanan tinggi yang diberikan pada sistem hydraulic merupakan tenaga pada motor hydraulic, dll.
Sisa energi yang diubah dibawa kedalam pompa itu sendiri. Perputaran poros pompa untuk menggerakan impeller pompa. Impeller berputar disebabkan fluida masuk ke pompa dan terjadi kecepatan yang besar.
Energi kedua yang diubah didalam pompa, dimana masuknya tenaga ketika ditingkatkan energi kinetik pada fluida. Energi kinetik berfungsi pada massa dan kecepatan. Untuk meningkatkan kecepatan fluida maka diperbesar energi kinetik.
Gambar Gambar Gambar
Gambar 2.22.22.22.2 Diagram alir kerja pompa(4)
2.2.1. 2.2.1.
2.2.1.2.2.1. KlasifikasiKlasifikasiKlasifikasiKlasifikasi PompaPompaPompaPompa
Bila ditinjau dari segi tekanan yang menimbulkan energi fluida maka pompa dapat diklasifikasikan dalam 2 jenis yaitu :
1. Pompa Tekanan Statis
Pompa ini disebut juga “positive displacement” dimana head yang terjadi akibat tekanan yang diberikan terhadap fluida dengan cara energi yang diberikan pada bagian utama peralatan pompa menekan langsung fluida yang di pompakan. Jenis pompa yang termasuk dalam golongan statis adalah :
a. Pompa Putar (Rotary Pump)
pompa untuk cairan kental, pompa rotary bukan terbatas pada bagian ini saja. Pompa ini akan mengalirkan hampir setiap cairan yang tidak mengandung bahan–bahan padat atraktif dan keras.
Susunan penggerak pompa rotary untuk desain aneka poros (multi shaft) terdiri dari dua jenis. Elemen pompa pada poros yang digerakkan dapat menggerakkan elemen pasangannya pada poros yang bebas akan tetapi, bila bahan – bahan abrasive yang ada dalam cairan itu dapat menyebabkan keausan yang berlebihan atau bila elemen pemompa itu fleksible, roda gigi pengatur waktu (timing gear) akan menggerakkan poros yang bebas tadi. Ini akan memungkinkan elemen – elemen pompa beroperasi dalam ruang bebas yang sempit tanpa terjadinya sentuhan yang keras.
Gambar Gambar Gambar
Gambar 2.32.32.32.3 (a) Pompa putar 2 cuping, (b) pompa putar 3 cuping, (c) pompa putar 4 cuping(6)
b. Pompa Peristaltic
Atau disebut juga pompa berpipa pleksibel atau juga pompa berselang sederhana. Pompa tipe ini dimana pipa terbuat dari bahan karet atau material lain yang diletakkan didalam rumah pompa. Roller atau cam berdempet pada rotor bertekanan.
� Pompa jenis ini tidak menggunakan mechanical seal atau sambungan packing.
� Dapat digunakan untuk memompa cairan yang mengandung korosi, sepanjang bahan dari pipa cocok dengan cairan yang dipompakan.
� Biaya relative murah.
Gambar Gambar
GambarGambar 2.42.42.42.4 Pompa Peristaltic(4)
c. Pompa Impeller Pleksibel
Untuk melenturkan mata pisau dilakukan dengan didiamkan, sebab cairan yang mengalir didalam rongga antara kedua mata pisau. Keuntungan dari pompa ini adalah :
� Dapat digunakan untuk cairan yang mengandung abrasive.
� Biaya relative murah.
Kerugian dari pompa ini adalah :
� Memiliki batas aliran sebesar 150 gpm dan tekanan 60 psi.
� Pompa tidak dapat bekerja lama dalam keadaan kering.
Gambar Gambar
GambarGambar 2.52.52.52.5 Pompa Impeller fleksibel(4)
d. Pompa Gear luar
Yaitu memiliki 2 lubang gear, baik itu untuk tipe spur, helical atau herringbone. Tiga tipe gear ini dapat diilustrasikan pada gambar dibawah ini. Cairan terbawa diantara gigi gear dan diantara gigi diantara dinding casing.
Cara kerja pompa ini adalah dengan menjerat cairan diantara gigi dimana lubang gigi tidak memiliki tempat untuk keluar. Karena cairan terjerat, maka cairan tersebut menekan didalam jarak ruang yang sempit dan ini akan menghasilkan kebisingan yang besar. Beberapa manufacture (pabrik) menyediakan keringanan pada area ini untuk
memberikan tempat pada fluida untuk keluar. Tipe ini memiliki kebisingan yang rendah dan dapat memperbesar efesiensi, khususnya dengan cairan yang kental. Helical gear adalah dengan kata lain memberikan ruang yang sempit untuk fluida keluar. Bentuknya yang helix memberikan cairan ruang untuk keluar. Gear tipe ini umumnya efesien, tidak berisik.
Sedangkan, herringbone gear harganya hampir mahal untuk pembuatannya. Tapi gear ini tidak berisik dan tidak menggunakan axial force.
Gambar Gambar Gambar
Gambar 2.62.62.62.6 Pompa gear luar(4)
e. Pompa bolak – balik (Reciprocating Pump)
Pompa bolak – balik mempunyai bagian utama berupa torak atau diafragma yang bergerak bolak – balik didalam selinder untuk dapat mengalirkan fluida. Pompa ini
Gambar Gambar Gambar
Gambar 2.72.72.72.7 Pompa bolak – balik / Reciprocating Pump(6)
2. Pompa Tekanan Dinamis
Pompa ini disebut juga dengan “Non Positive Displacement Pump“, pompa tekanan dinamis terdiri dari poros, sudu – sudu impeller, rumah volut, dan discharge. Energi mekanis dari luar diberikan pada poros pompa untuk memutar impeller. Akibat putaran dari impeller menyebabkan head dari fluida menjadi lebih tinggi karena mengalami percepatan. Ditinjau dari arah aliran yang mengalir melalui sudu – sudu gerak, maka pompa tekanan dinamis digolongkan atas tiga bagian, yaitu :
a. Pompa aliran radial
Arah aliran dalam sudu gerak pada pompa aliran radial terletak pada bidang yang tegak lurus terhadap poros dan head yang timbul akibat dari gaya sentrifugal itu sendiri. Pompa aliran radial mempunyai head yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan pompa jenis lain.
b. Pompa aliran aksial
c. Pompa aliran campuran
Pada pompa ini fluida yang masuk sejajar dengan sumbu poros dan keluar sudu dengan arah miring (merupakan perpaduan dari pompa aliran radial da pompa aliran aksial). Pompa ini mempunyai head yang lebih rendah namun mempunyai kapasitas lebih besar.
(a) (b) (c)
Gambar Gambar
GambarGambar 2.82.82.82.8 (a) Pompa aliran radial, (b) Pompa aliran aksial, (c) Pompa aliran campuran(6)
Jadi prinsip kerja dari pompa tekan dinamis adalah dengan mengubah energi mekanis dari poros menjadi energi fluida dan energi inilah yang menyebabkan pertambahan head tekanan, head kecepatan, dan head potensial pada fluida yang mengalir secar kontiniu.
a. Pompa efek khusus
Pompa efek khusus merupakan salah satu jenis pompa tekanan dinamis, dimana tekanan di dalam fluida terjadi secara spesifik. Beberapa contoh dari pompa jenis ini adalah pompa zet, pompa elektro magneti, pompa hidrolik.
b. Pompa elektro magnetic
Pompa elektro magnetik menggunakan prinsip elektro magnetik untuk memindahkkan fluidanya. Sehingga yang biasa dipindahkan adalah cairan metal. Pompa jenis ini banyak digunakan dalam instalasi nuklir. Kelebihan pompa jenis ini dapat memompakan fluida panas dan tidak mempunyai bagian yang bergerak sehingga tidak terlalu bising.
c. Pompa zet
Pompa zet umumnya dikombinasikan bekerja bersama-sama dengan pompa sentrifugal. Karena dengan kombinasi ini diperoleh beberapa keuntungan, baik dari segi mekanis maupun hydrolis. Keuntungan mekanis adalah tidak ada bagian yang bergerak dalam sumur dimana pompa ini biasa digunakan.
Gambar Gambar Gambar
2.2.2. 2.2.2.
2.2.2.2.2.2. NPSHNPSHNPSHNPSH dandandandan KavitasiKavitasiKavitasiKavitasi
NPSH adalah singkatan dari net positive suction head. Ini sangat penting untuk memahami konsep karena permasalahan pada HPSH diantaranya hampir secara umum dikarenakan kegagalan pompa dan sering terjadi kesalahan .
NPSH harus dibahas ketika menggunakan pompa sentrifugal untuk memprediksi kemungkinan kavitasi. Penomena yang terjadi ketika gelembung – gelembung udara terbentuk dan bergerak sepanjang sudu impeller.
Gambar Gambar Gambar
Gambar 2.102.102.102.10 Proses terjadinya kavitasi(4)
Gambar diatas menunjukkan tekanan dalam membesar ketika aliran bergerak sepanjang sudu impeller. Ketika titik mencapai pada tekanan luar pada gelembung udara yang besar maka gelembung udara akan pecah. Penomena akan terbentuknya dan beruntunnya gelembung udara pecah ini disebut kavitasi.
rongga dan gelembung – gelembung akan terbentuk, rongga – rongga ini akan mengandung uap fluida gas bebas. Gejala pembentukan rongga dan pecahnya rongga itu disebut dengan kavitasi, kavitasi yang sudah membahayakan akan mengurangi unjuk kerja pompa atau menambah rugi – rugi mekanik dan menjadi berisik, meningkatkan getaran dan mengkorosikan logam dari impeller.
Akan ada sebagian titik dalam zat cair didalam pompa dimana tekanan minimum umumnya di daerah sparasi aliran dan begitu tekanan sekeliling berkurang, tekanan uap akan tercapai dan kavitasi dimulai dititik tersebut. Sehubungan dengan kondisi ini akan terjadi mutlak yang tetap dibagian muka masukan pompa untuk debit tertentu melalui pompa itu :
1. Faktor penyebab kavitasi
• Tekanan hisap (Hs) terlalu tinggi
• Penampang pipa (poros impeller) terlalu kecil • Adanya getaran dan lekukan pada pipa hisap
• Kecepatan putaran impeller lebih besar dari kecepatan aliran fluida • Temperatur fluida yang terlalu tinggi
2. Pengaruh kavitasi
• Terjadinya erosi dan korosi pada bagian dimana kapitasi terjadi sehingga elemen– elemen pompa menjadi rusak
• Perubahan energi kecepatan menjadi energi tekan oleh sudu – sudu menjadi kurang sempurna dan akibatnya effisiensi akan turun
3. Pencegahan kavitasi
Untuk menghindari terjadinya kavitasi pada pompa maka dengan mengusahakan agar kecepatan aliran air masuk impeller sedikit besar dari pada kecepatan pada sisi hisap. Seperti telah kita ketahui bahwa gesekan yang terjadi sebanding dengan harga kecepatan pangkat dua, berarti kecepatan aliran air terjadi semakin kecil maka diameter dari mata impeller akan menjadi tidak sempurna.
Berdasarkan beberapa pertimbangan diatas maka harga kecepatan aliran masuk impeller diambil sedikit lebih besar dari pada kecepatan aliran air pada sisi hisap, dan masih berada dalam batasan yang diizinkan. Dalam perencanaan instalasi pompa, hal-hal berikut ini harus diperhitungkan untuk menghindari kavitasi :
• Ketinggian letak pompa terhadap permukaan zat cair yang dihisap harus dibuat serendah atau sedekat mungkin agar head hisap statis menjadi rendah.
• Pipa suction pompa harus dibuat sependek mungkin jika terpaksa dipakai pipa hisap yang panjang, sebaiknya diambil pipa yang diameternya satu nomor lebih besar untuk mengurangi kerugian gesek.
• Tidak dibenarkan sama sekali untuk memperkecil laju aliran dengan menghambat aliran sisi hisap.
• Jika pompa mempunyai head total yang berlebihan maka pompa akan bekerja dengan kapasitas aliran yang berlebihan pula sehingga kemungkinan akan terjadinya kavitasi menjadi lebih besar karena itu head total pompa harus ditentukan sedemikian hingga sesuai dengan yang diperlukan pada kondisi operasi yang sesengguhnya.
itu sendiri. Hal ini penting, sebab banyak pompa dibuat dan dijual untuk keperluan khusus, hanya dengan melihat detail desain terbaik saja, sehingga masalah yang berdasarkan kepada kelas dan jenis menjadi terlupakan.
Masing – masing kelas selanjutnya dibagi lagi menjadi sejumlah jenis yang berbeda. Misalnya yang termasuk klasifikasi pompa rotary adalah pompa kam (cam), sekrup, roda gigi, dan sebagainya. Masing – masing merupakan jenis yang khusus dari pompa rotary. Untuk maju ke langkah yang berikutnya, dapat diperhatikan bahwa pompa bahan bakar yang banyak dipakai sekarang ini. Pompa jenis ini merupakan jenis rotary tiga-sekrup yang tersedia dengan rotor – rotor yang terbuat dari berbagai bahan yang berbeda dengan empat cara penyeimbangan dorongan aksial. The hydraulic Institute menyarankan bahwa klasifikasi standar hanya dianggap berlaku untuk satu jenis saja, yang selanjutnya terserah kepada pembuat untuk membuat detail yang akan dikembangkan dan telah distandarisasi untuk pompa tersebut. Jadi, dalam memilih sebuah pompa, sering diperlukan ketelitian membandingkan detail demi detail sejumlah pompa.
Dalam mengklasifikasikan standar pompa sentrifugal misalnya, The Hydraulic Institute membaginya berdasarkan : tingkatan (satu tingkat atau dua tingkat), jenis rumah pompa/casing (rumah keong, lingkaran, atau difuser), kedudukan (poros horizontal atau vertikal), hisapan (tunggal atau ganda). Bila kita tinjau berdasarkan bahannya, konstruksi The Hydraulic institute memakai penandaan–penandaan sebagai berikut :
• Sebagian brons
• Serba brons
• Brons dengan komposisi khusus
• Serba besi
• Serba tahan karat.
Pompa yang bahannya sebagian brons mempunyai rumah yang terbuat dari besi cor, impeller, rumah cincin (casing ring) dan selongsong (bila dipakai) dari brons. Pada pompa serba brons setiap bagian yang berhubungan langsung dengan cairan terbuat dari brons sesuai standar pembuatan pompa. Demikian juga dengan penandaan (3) kecuali bagian yang terbuat dari komposisi brons yang sesuai dengan penggunaan pompa tersebut. Pompa serba besi mempunyai bagian yang terbuat dari logam besi yang berhubungan langsung dengan cairan yang dipompakan. Pada pompa yang terbuat dari sebagian bahan tahan karat, rumah pompa dibuat dari bahan yang sesuai untuk keperluaannya, sementara impeller, cincin impeller, dan selongsong poros (bila dipakai) terbuat dari baja tahan korosi yang sesuai dengan cairan yang akan dipompakan.pada pompa serba baja tahan karat, bagian – bagian yang berhubungan langsung dengan cairan terbuat dari baja tahan korosi yang sesuai dengan penggunaannya, sementara poros adalah dari baja tahan korosi yang tingkatannya sama dengan bahan bagian – bagian pompa selebihnya.
2.3. 2.3.
2.3.2.3. PompaPompaPompaPompa SentrifugalSentrifugalSentrifugalSentrifugal
Pompa sentrifugal dan instalasi pompa (sistem pemipaan, katup, dan lain-lain) adalah merupakan 2 buah sistem yang bekerja sama dan saling mempengaruhi. Dari garis pada diagram
h–q pompa sentrifugal, yang sebagai garis karakteristik pompa atau juga garis peredaman (hasil pengaturan pembukaan katup) yang diketahui ketergantungan kenaikanhterhadap kapasitasq.
dari karakteristik instalasi sehingga didapatkan titik potong yang baru dengan karakteristik pompa, gambar diatas pengaturan atau pencekikan (dengan cara memperbesar atau memperkecil pembukaan katup ) ini mudah dilaksanakan, tetapi karena caranya dengan memperbesar kerugian arus aliran fluida akibatnya biaya bekerjanya adalah tinggi. Di dalam titik perencanaan dengan petunjuk notasi besarnya daya untuk alat penggerak adalah ;
Pyang perlu 1=V1. φ . g . HB1/ η
Dalam hal ini H statik + tahanan pipa. Dengan kecilnya pembekuan katup pencekikan berakibat kapasitas fluida didalam saluran tekanan berkurang menjadi V3 maka :
Pyang perlu 3=V3.Q.g. (HB3+ Hv3) / η
Bagaimanapun dayanya akan naik sebagai akibat pengaturan ini, tempat dari instalasi tidak berubah dan disini ada tambahanHv3. Sewaktu keadaan tidak tetap ( Hstatikyang kecil )Pyang perlu
3akan dapat lebih besar dariP yang perlu 1, bila diperhatikan dari sisi instalasi pada suatu kapasitas
dari sisi instalasi pada suatu kapasitasV3tinggi kenaikan yang dibutuhkan hanya HB3. Tambahan
HV3adalah disebabkan oleh pengecilan pembukaan katup pencekik yang merupakan bentuk dari
energi yang tidak berguna.
Gambar Gambar
GambarGambar 2.112.112.112.11 Pompa Sentrifugal(6)
2.3.1. 2.3.1.
2.3.1.2.3.1. KlasifikasiKlasifikasiKlasifikasiKlasifikasi PompaPompaPompaPompa SentrifugalSentrifugalSentrifugalSentrifugal
Pompa sentrifugal dapat diklasifikasikan menurut beberapa cara yaitu : 1. Menurut jenis aliran dalam impeller
a. Pompa aliran radial
Pompa ini mempunyai konstruksi sedemikian sehingga aliran zat cair yang keluar dari impeller akan tegak lurus poros pompa (arah radial).
Gambar
GambarGambarGambar 2.122.122.122.12 Pompa Aliran radial(6)
b. Pompa aliran campur
Gambar Gambar Gambar
Gambar 2.132.132.132.13 Pompa Aliran campur(6)
c. Pompa aliran aksial
Aliran zat cair yang meninggalkan impeller akan bergerak sepanjang permukaan silinder (arah aksial)
Gambar Gambar Gambar
[image:36.612.237.377.73.217.2]2. Menurut jenis impeller a. Impeller tertutup
Sudu-sudu ditutup oleh dua buah dinding yang merupakan satu kesatuan, digunakan untuk pemompaan zat cair yang bersih atau sedikit mengandung kotoran.
Gambar Gambar Gambar
Gambar 2.152.152.152.15 Impeller tertutup(6)
b. Impeller setengah terbuka
Impeller jenis ini terbuka disebelah sisi masuk (depan) dan tertutup di sebelah belakangnya. Sesuai untuk memompa zat cair yang sedikit mengandung kotoran misalnya : air yang mengandung pasir, zat cair yang mengauskan,slurry, dll
c. Impeller terbuka
3. Menurut bentuk rumah a. Pompa volute
Bentuk rumah pompanya seperti rumah keong/siput (volute), sehingga kecepatan aliran keluar bisa dikurangi dan dihasilkan kenaikan tekanan.
Gambar Gambar Gambar
Gambar 2.162.162.162.16 Pompa volut(6)
b. Pompa diffuser
Pada keliling luar impeller dipasang sudu diffuser sebagai pengganti rumah keong.
Gambar Gambar Gambar
Gambar 2.172.172.172.17 Pompa diffuser(6)
c. Pompa aliran campur jenis volute
4. Menurut jumlah tingkat a. Pompa satu tingkat
Pompa ini hanya mempunyai satu impeller. Head total yang ditimbulkan hanya berasal dari satu impeller, jadi relatif rendah.
b. Pompa bertingkat banyak
Pompa ini menggunakan beberapa impeller yang dipasang secara berderet (seri) pada satu poros. Zat cair yang keluar dari impeller pertama dimasukkan ke impeller berikutnya dan seterusnya hingga impeller terakhir. Head total pompa ini merupakan jumlah dari head yang ditimbulkan oleh masing-masing impeller sehingga relatif tinggi.
Gambar
GambarGambarGambar 2.182.182.182.18 Pompa bertingkat banyak(6)
5. Menurut letak poros
Menurut letak porosnya, pompa dapat dibedakan menjadi poros horisontal dan poros vertikal seperti pada gambar berikut ini :
Gambar Gambar Gambar
[image:39.612.215.398.325.432.2] [image:39.612.249.362.579.691.2]2.3.2. 2.3.2.
2.3.2.2.3.2. KerjaKerjaKerjaKerja PompaPompaPompaPompa SentripugalSentripugalSentripugalSentripugal
Pompa digerakkan oleh motor, daya dari motor diberikan kepada poros pompa untuk memutar impeller yang dipasangkan pada poros tersebut. Zat cair yang ada dalam impeller akan ikut berputar karena dorongan sudu - sudu. Karena timbulnya gaya sentrifugal, maka zat cair
mengalir dari tengah impeller keluar melalui saluran diantara sudu dan meninggalkan impeller dengan kecepatan yang tinggi. Zat cair yang keluar dari impeller dengan kecepatan tinggi ini kemudian mengalir melalui saluran yang penampangnya makin membesar (volute/diffuser), sehingga terjadi perubahan dari head kecepatan menjadi head tekanan. Maka zat cair yang keluar dari flens keluar pompa head totalnya bertambah besar. Pengisapan terjadi karena setelah zat cair dilemparkan oleh impeller, ruang diantara sudu-sudu menjadi vakum sehingga zat cair akan
terisap masuk.
Selisih energi per satuan berat atau head total dari zat cair pada flens keluar (tekan) dan flens masuk (isap) disebut head total pompa.
Gambar Gambar Gambar
2.3.3. 2.3.3.
2.3.3.2.3.3. HorseHorseHorseHorse powerpowerpowerpower (HP)(HP) dan(HP)(HP)dandandan EfesiensiEfesiensiEfesiensiEfesiensi PompaPompaPompaPompa
Horse power (HP) mengacu pada banyaknya energi yang harus disalurkan untuk pengoprasian pompa. Pemahaman bagaimana untuk menghitung horse power (HP) dan bagaimana membaca dan mengerti data horse power yang menuju pada kurva performansi pompa yang diperlukan untuk memilih tipe penggerak untuk pompa. WHP (water horse power) adalah mengacu pada keluaran (output) pompa dimana fluida mendapatkan gravitasi dengan memberikan flow dan head, maka WHP dapat dirumuskan dengan :
……(Literatur 4)
Dimana :
Q : Kapasitas pompa (gpm)
H : Head pompa (feet)
s.g : Gravitasi spesifik (feet/sec2)
BHP (brake horse power) adalah daya yang sebenarnya yang harus disuplai. BHP merupakan input dari daya pompa yang dirumuskan dengan :
……(Literatur 4)
dimana ;
Gambar Gambar Gambar
Gambar 2.212.212.212.21 Kurva Efesiensi pompa(4)
2.3.4. 2.3.4.
2.3.4.2.3.4. TekananTekananTekananTekanan HeadHeadHeadHead
Tekanan head adalah head yang diperlukan untuk tekanan yang datang atau diam pada aliran atas atau aliran bawah pada sistem pompa. Ini adalah ukuran yang normal pada fluida untuk menyalurkan melalui tangki.
31 , 2
Sg h× =
τ ...(Literatur 4)
dimana ;
s.g : Gravitasi spesifik (feet/sec2)
[image:42.612.122.494.70.321.2]2.3.5. 2.3.5.
2.3.5.2.3.5. PorosPorosPorosPoros PompaPompaPompaPompa
Poros pompa digunakan untuk memutar impeller. Apabila tegangan yang berubah maka dapat terjadi kegagalan apabila tegangan maksimum sebenarnya banyak mengalami kerugian. Oleh karena itu dianjurkan pada poros pompa menggunakan material (bahan) yang kuat. Untuk menghitung diameter poros dapat menggunakan rumus dibawah ini ;
333 , 0 321000⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ × × = τ n P
D ...(Literatur 3)
dimana ;
P : daya pompa (bhp)
τ : tekanan head (psi)
n : putaran pompa (rpm)
Poros pompa adalah untuk menggantikan tegangan karena berat statis dan radial pada impeller, tegangan yang didapat pada sudu impeller atau sudu diffuser karena terjadinya interaksi antara poros pompa dengan poros penggerak atau terdapat torsi pada poros penggerak yang bervariasi dan beberapa factor lainnya.
2.3.6. 2.3.6.
2.3.6.2.3.6. PemeriksaanPemeriksaanPemeriksaanPemeriksaan terhadapterhadapterhadapterhadap TeganganTeganganTeganganTegangan TorsiTorsiTorsiTorsi
J Tr =
τ ...(Literatur 3)
dimana ;
T : torsi (in-lb)
r : jari-jari poros (in)
D : diameter poros (in)
2.3.7. 2.3.7.
2.3.7.2.3.7. PemeriksaanPemeriksaanPemeriksaanPemeriksaan terhadapterhadapterhadapterhadap TeganganTeganganTeganganTegangan AksialAksialAksialAksial
Pada pompa sentrifugal, hasil dari daya aksial didapat dari aksi tekanan internal pada elemen yang berputar. Tekanan tersebut dapat dihitung berdasarkan beberapa variabel seperti letak impeller yang relatif dekat dengan dinding pompa, permukaan dinding yang kasar dan keseimbangan lubang secara geometri. Tegangan aksial dapat dirumuskan sebagai berikut :
A P =
σ ...(Literatur 3)
dimana ;
P : daya pompa (bhp)
2.3.8. 2.3.8.
2.3.8.2.3.8. PutaranPutaranPutaranPutaran SpesifikSpesifikSpesifikSpesifik
berbagai macam pompa dan pemilihan efesiensi dan ekonomi pada pompa untuk perencanaan aplikasi.
Pengetahuan secara teori pada rancangan pompa dan luasnya pengalaman pada aplikasi pompa mengindikasi keduanya bahwa nilai numerik putaran spesifik adalah sangat penting. Paktanya, didalam sebuah studi pada putaran spesifik akan membawa pada perlunya rancangan parameter untuk semua tipe pompa.
Putaran spesifik selalu dihitung sama dengan BEP dengan diameter maksimum impeller dan satu tingkat. Putaran spesifik dapat dihitung di beberapa bagian tetap. Ini digunakan untuk mengubah jumlah hitungan ke beberapa unit sistem yang lain.
Jenis impeller yang digunakan pada suatu pompa tergantung pada putaran spesifiknya. Putaran spesifik adalah putaran yang diperlukan pompa untuk menghasilkan 1m dengan kapasitas 1m3/s, dan dihitung dengan rumus :
75 , 0 5 , 0 h Q n
Ns= × ...(Literatur 3)
dimana;
ns : Putaran spesifik (rpm)
n : Putaran (rpm)
Q : Kapasitas pompa (gpm)
2.3.9. 2.3.9.
2.3.9.2.3.9. ImpellerImpellerImpellerImpeller
Jenis impeller yang digunakan adalah impeller tertutup. Impeller tertutup adalah sudu
-sudu ditutup oleh dua buah dinding yang merupakan satu kesatuan, digunakan untuk pemompaan zat cair yang bersih atau sedikit mengandung kotoran. Untuk menentukan diameter impeller dapat menggunakan rumus dibawah ini ;
n h k
D u 0,5
2 1840
× ×
= ...(Literatur 3)
dimana ;
H : Head (feet)
n : Putaran pompa (rpm)
Ku : Head konstan (dari gambar 2.22)
Gambar Gambar
[image:46.612.111.481.213.624.2]Berdasarkan kapasitas dan head pompa yang dibutuhkan maka jumlah sudu ditentukan pada tabel dibawah ini :
Gambar Gambar Gambar
Gambar 2.232.232.232.23 Kurva Percent Head rise(3)
untuk menentukan tebal impeller dapat menggunakan rumus dibawah ini :
) ( 2 321 , 0 2
2 Cm QD Z Su
b
× − × =
π ...(Literatur 3)
dimana ;
Q : Kapasitas (gpm)
D2 : Diameter impeller (in)
Su : Tebal sudu (in)
Z : Jumlah sudu (dari gambar 2.23)
[image:47.612.154.460.138.362.2]Gambar Gambar
GambarGambar 2.242.242.242.24 Kurva CapacityConstant(3)
2.3.10. 2.3.10.
2.3.10.2.3.10. EyeEyeEyeEye (mata)(mata)(mata)(mata) ImpellerImpellerImpellerImpeller
Untuk menentukan diameter eye impeller dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar Gambar Gambar
[image:48.612.110.502.68.341.2] [image:48.612.159.455.458.680.2]Untuk menentukan luas area dapat menggunakan rumus dibawah ini :
Eye area = Ai - As ...(Literatur 3)
dimana ;
Ai = Luas area mata impeller (in2)
As = Luas area poros (in2)
2.3.11. 2.3.11.
2.3.11.2.3.11. NetNetNetNet PositivePositivePositivePositive SuctionSuction HeadSuctionSuctionHeadHeadHead (NPSH)(NPSH)(NPSH)(NPSH)
Kavitasi akan terjadi bila tekanan statis zat cair turun sampai dibawah tekanan uap jenuhnya. Agar dalam sistem pemompaan tidak terjadi kavitasi, harus diusahakan agar tidak ada satu bagian pun dari aliran pada pompa yang mempunyai tekanan statis lebih rendah dari tekanan uap jenuh cairan pada temperatur yang bersangkutan. Berhubung dengan hal ini didefinisikan satu head isap positif netto atau NPSH yang dipakai sebagai ukuran keamanan pompa terhadap kavitasi. Ada dua macam NPSH yaitu NPSHA dan NPSHR. Untuk menentukan NPSHR dapat menggunakan rumus dibawah ini :
Ae Q
Cm1= ×0,321 ... (Literatur 3)
Dan
2291
n D
2.3.12. 2.3.12.
2.3.12.2.3.12. RumahRumahRumahRumah PompaPompaPompaPompa
Rumah pompa yang digunakan adalah jenis volute (rumah keong). Untuk menentukan parameter volute dapat menggunakan rumus dibawah ini :
5 , 0 3 8 K0,04HQ
A
× ×
= ...(Literatur 3)
dimana ;
Q : Kapasitas pompa (gpm)
H : Head pompa (feet)
Gambar Gambar Gambar
Gambar 2.262.262.262.26 Kurva Volute velocity Constant(3)
Untuk menentukan lebar volute dan diameter cut water dapat menggunakan rumus dibawah ini :
Lebar volute (b3) = 1,75 x b2 ………(Literatur3)
Diameter cut water (d3) = D2x 1,06 ………(Literatur3)
dimana ;
b2 : Lebar impeller (in)
BAB BAB BAB BAB IIIIIIIIIIII METODE
METODE METODE
METODE PENELITIANPENELITIANPENELITIANPENELITIAN DANDANDANDAN PELAKSANAANPELAKSANAANPELAKSANAANPELAKSANAAN
3.1. 3.1.
3.1.3.1. TempatTempatTempatTempat dandandandan WaktuWaktuWaktuWaktu 3.1.1.
3.1.1.
3.1.1.3.1.1. TempatTempatTempatTempat
di PT. Charoen Pokphand Indonesia Jl. Pulau Sumbawa no. 5 KIM 2 Mabar – Medan
3.1.2. 3.1.2.
3.1.2.3.1.2. WaktuWaktuWaktuWaktu
Juni – Agustus 2012
3.2. 3.2.
3.2.3.2. PeralatanPeralatanPeralatanPeralatan
� Pompa Sentrifugal Type :
- Size : 65 - 26 - Serial no : 96 - Impeller diameter : 108 mm - Daya : 22 Kw - putaran : 1450 rpm
Gambar
[image:52.612.180.393.417.678.2]� Meteran type :
- Merk : Krisbow / kw01 - 3463
- Description : Self lock measure tape 3.5 m/12 ft x 16 mm, standar grade
Gambar
GambarGambarGambar 3.23.23.23.2 Meteran
� Jangka sorong type :
- Merk : Krisbow / kw06 – 69 - Description : Vernier caliper 150mm / 6’ - Range : 150 mm
- Reading : 0,05 mm
Gambar Gambar Gambar
[image:53.612.130.478.68.668.2] [image:53.612.160.443.410.640.2]3.3. 3.3.
3.3.3.3. PerhitunganPerhitunganPerhitunganPerhitungan dandandandan DesainDesainDesainDesain
� Menggunakan Program Excel
3.4. 3.4.
3.4.3.4. RancanganRancanganRancanganRancangan KegiatanKegiatanKegiatanKegiatan 3.4.1.
3.4.1.
3.4.2. 3.4.2.
3.4.2.3.4.2. UraianUraianUraianUraian KegiatanKegiatanKegiatanKegiatan
1. Mempersiapkan peralatan untuk pelaksaan dilapangan 2. Pengambilan data dilapangan
3. Mulai melakukan perancangan dan analisa dengan cara simulasi dalam program excel
4. Nilai yang didapat dari simulasi dengan program excel kemudian di aplikasikan dalam sebuah gambar kerja dengan menggunakan Autocad 5. Dari perbandingan antara data actual dengan data teoritis maka dapat
BAB BABBABBAB IVIVIVIV HASIL
HASIL HASIL
HASIL ANALISAANALISAANALISAANALISA DANDANDANDAN PEMBAHASANPEMBAHASANPEMBAHASANPEMBAHASAN
4.1. 4.1.
[image:57.612.71.539.198.453.2]4.1.4.1. KarakteristikKarakteristikKarakteristikKarakteristik PompaPompaPompaPompa dengandengandengan HasildenganHasilHasilHasil ujiujiujiuji lapanganlapanganlapanganlapangan
Gambar 4.1 Layout Pompa
Dari gambar layout diatas merupakan data yang sebenarnya terdapat di lapangan. Dimana, diperoleh kapasitas actual nya adalah sebesar 11 gpm, yaitu :
Setelah melakukan uji dilapangan maka untuk head pada pompa tersebut diperoleh 130 ft. Dari hasil pengujian dilapangan tersebut dapat ditampilkan grafik seperti berikut :
Gambar Gambar Gambar
[image:58.612.105.512.136.517.2]4.2. 4.2.
4.2.4.2. KarakteristikKarakteristikKarakteristikKarakteristik pompapompapompapompa hasilhasilhasilhasil rancanganrancanganrancanganrancangan
Untuk memudahkan rancangan ini, maka sebaiknya menggunakan beberapa program yang salah satunya adalah program excel. Berikut ini tahapan yang dilakukan dalam perancangan pompa :
4.2.1. 4.2.1.
4.2.2. 4.2.2.
4.2.2.4.2.2. PemeriksaanPemeriksaanPemeriksaanPemeriksaan TerhadapTerhadapTerhadapTerhadap TeganganTeganganTeganganTegangan torsitorsitorsitorsi dandandandan TeganganTeganganTeganganTegangan aksialaksialaksialaksial
4.2.3. 4.2.3.
4.2.3.4.2.3. PerencanaanPerencanaanPerencanaanPerencanaan ImpellerImpellerImpellerImpeller
4.2.4. 4.2.4.
4.2.4.4.2.4. PerencanaanPerencanaanPerencanaanPerencanaan RumahRumahRumahRumah pompapompapompapompa
Dari data yang diperoleh di PT. Charoen Pokphand Indonesia, bahwa pompa yang akan di simulasi adalah pompa yang bentuk rumahnya berjenis rumah keong/siput (volute), sehingga dapat menggunakan tipe single volute. Hal ini dikarenakan mengingat dari data dilapangan bahwa pompa tersebut memiliki putaran sebesar 1450 rpm dimana, rumah pompa tipe single volute dapat digunakan untuk pompa besar atau pompa kecil dengan putaran spesifik tak terbatas.
Dari hasil simulasi diatas maka nilai – nilai yang diperoleh dapat di gambarkan pada sebuah gambar kerja dengan menggunakan Auto Cad. Dimana untuk memulainya terlebih dahulu mengetahui diameter impeller pada pompa. Data yang diperoleh dari lapangan dan data yang didapat secara teoritis, maka dapat tentukan diameter impeller sebesar 107mm.
Adapun tahap –tahap dalam melakukan pembentukan volute pada Auto Cad adalah sebagai berikut :
1. konversikan diameter impeller dari(mm)ke(in).
2. Gambarkan diameter impeller yang telah dikonversi pada layout.
3. Buat garis dengan sudut 45° sebanyak 8 garis dengan titik center pada diameter impeller dengan tujuan agar mudah untuk mendapatkan titik disetiap sudut pada impeller.
4. Bagilah hasil pada volute area sebanyak 8 kali sesuai dengan jumlah garis yang telah ditentukan, dan dapat dibuat seperti tabel dibawah ini. Masukkan nilai-nilai tersebut sesuai dengan section yang telah ditentukan.
Tabel Tabel Tabel
Tabel 4.14.14.14.1 Throat area
Section
Area (sq in) [image:65.612.178.426.478.715.2]5. Setelah terbentuk volute pompa, kemudian temukan titik center untukR1/R2,
R3/R1danR2/R3 dengan cara :
- Pada program autocad, ketikkan Osnap kemudian Enter
- Pilih option object snap kemudian aktifkan center kemudian ok - Pada layout single volute ketikkan line kemudian enter
- Carilah object snap dengan lambang lingkaran sebanyak 3 lambang - Klikkan pada center lingkaran tersebut, Tariklah garis tersebut menuju
titik lingkaran sampai terbentuk segitiga.
Gambar Gambar Gambar
[image:68.612.164.430.110.376.2]BAB BABBABBAB VVVV KESIMPULAN KESIMPULAN KESIMPULAN
KESIMPULAN DANDANDANDAN SARANSARANSARANSARAN
5.1. 5.1.
5.1.5.1. KesimpulanKesimpulanKesimpulanKesimpulan
1. Setelah dilakukan analisa dengan menggunakan simulasi hitungan teoritis dan didapat :
� Nilai kapasitas pompa (Q) adalah 30 gpm
� Nilai Head pompa (H) adalah 10 ft
� Diameter poros adalah 47,5 mm
� Daya pompa adalah 4,13 bhp
� Lebar impeller adalah 8,6 mm
� Lebar volute 15,1 mm
Dengan hasil yang didapat dari hasil perancangan diatas, dapat disimpulkan bahwa perbandingan antara karakteristik pompa dilapangan dengan karakteristik pompa hasil rancangan sangat berbeda. Pada perhitungan teoritis dengan diameter impeller 108 mm diperoleh Head sebesar 10 ft dan Q sebesar 30 gpm. Sedangkan dilapangan ternyata pompa dapat melebihi dari hasil perhitungan.
5.2. 5.2.
5.2.5.2. SaranSaranSaranSaran
DAFTAR DAFTAR DAFTAR
DAFTAR PUSTAKAPUSTAKAPUSTAKAPUSTAKA
1. Dian Pranata bangun, Tugas Sarjana“ Analisa Performance pompa sentrifugal terhadap kapasitas aliran”, 2008.
2. Karassik, I. J., Krutzsch, W. C., Fraser, W. H., and Messina, J. P.,Pump Handbook,Third Edition, McGraw-Hill, New York, 2000.
3. Lobanoff,ValS.,Centrifugal pumps: design & application, 1910.
4. Michael Volk, Volk and Associates,Pump Characteristic and Applications, Second Edition, Inc. Oakland, California, U.S.A.
5. Piotrowski, J.,Shaft Alignment Handbook,New York, 1995. 6. Sri Utami Handayani, ST, MT,Pompa dan Kompresor,2012.
