BAB III
PERENCANAAN INSTALASI POMPA
3.1. Perencanaan Instalasi Pompa
Perencanaan yang diambil adalah perencanaan untuk instalasi pompa pada Saring Putar. Data-data awal adalah sebagai berikut :
Fluida : Sea Water
Kapasitas Pompa : 960 m3/jam = 0, 273 m3/s Putaran poros pompa : 985 rpm
Berat Jenis fluida : 1025 kg/m3 Viskositas Kinematik : 1,115 x 10-6 m2/s Temperatur Fluida : 20
3.1.1. Kecepatan Fluida Di Dalam Pipa Isap (Cs) 3.1.1.1. Diameter Pipa Isap Yang Direncanakan (ds)
Diameter pipa isap yang akan direncanakan didalam sistem instalasi pompa ini adalah ds = 18” = 0,4572 m.
3.1.1.2. Luas Penampang Pipa Isap (As)
Setelah diketahui besarnya diameter isap , diketahui maka akan didapatkan besarnya luas penampang pada pipa isap yaitu :
2 2 2 164 , 0 4572 , 0 . 4 . 4 m d As s (Ref.9, Hal,33)
(Ref.5, Hal,33)
3.1.1.3. Kecepatan Aliran Fluida Di Dalam Pipa Isap (Cs) :
s m A Q C s s s 1,66 164 , 0 273 , 0
Menurut refrensi fritz diesel, turbin pompa dan kompresor. Hal : 261
memenuhi syarat karena diantara 1,5 – 5 m/s.
3.1.2. Kecepatan Fluida Di Dalam Pipa Tekan (Cd) 3.1.2.1. Kecepatan Fluida Pada Pipa Tekan ( dd)
Diameter pipa tekan yang akan direncanakan di dalam sistem instalasi pompa ini adalah dd = 16” = 0,4064 m.
3.1.2.2. Luas Penampang Pipa Tekan (Ad)
Setelah diketahui besarnya diameter tekan diketahui maka akan didapatkan besarnya luas penampang pada pipa tekan yaitu :
2 2 2 13 , 0 4064 , 0 . 4 . 4 m d Ad d 3.1.2.3. Kecepatan Aliran Fluida Di Dalam Pipa Tekan (Cd) :
s m A Q C d d d 2,11 13 , 0 266 , 0
Menurut refrensi fritz diesel, turbin pompa dan kompresor. Hal : 261
(Ref.9, Hal,33)
(Ref.9, Hal,33)
3.1.3. Kerugian Gesekan Pada Pipa Isap (hs)
Untuk mengetahui kerugian-kerugian gesekan pada bagian pipa isap harus diketahui terlebih dahulu komponen -komponen apa saja yang terdapat pada pipa isap tersebut, adapun komponen -komponen pipa pada bagian isap yang direncanakan itu adalah sebagai berikut :
Panjang pipa isap (Ls) = 4 m
Gate valve = 1 buah
Elbow90 short rodwelded = 1 buah
Strainer = 1 buah
3.1.3.1. Bilangan Reynold Untuk Aliran Pada Pipa Isap (Res)
s s s d C . Re Dimana :
= Viskositas dari sea water pada temperatur 20 = 1,115 x 10-6 m2/s Maka Didapat ; 5 6 10 822 . 6 Re 10 115 , 1 4572 , 0 . 66 , 1 Re x x s s
3.1.3.2. Kerugian Gesekan Pada Pipa Isap (hs1)
g C d L h s s s s 2 . .. 2 1
(Ref.9, Hal,28)
(Ref.9, Hal,33)
(Ref.9, Hal,39)
Dimana : .
= Koefisien gesekan pada pipa isap
= 0190, Maka Didapat : m h h s s 023 , 0 8 , 9 . 2 66 , 1 . 4572 , 0 4 . 014 , 0 1 2 1
3.1.3.3. Kerugian Gesekan Pada Strainer (hs2)
g C f hs s 2 . 2 2 Dimana :
f = koefisien gesek pada strainer
=1,66
Gambar 3.1. Bentuk ujung masuk pipa dengan strainer Maka didapat m h h s s 234 , 0 8 , 9 . 2 66 , 1 . 66 , 1 2 2 2
(Ref.8, Hal,424)
(Ref.8, Hal,424)
(Ref.8, Hal,424)
3.1.3.4. Kerugian Gesekan Pada Elbow (hs3)
n g C K h s e s . . 2 . 2 3 Dimana :
Ke = Koefisien gesekan pada elbow = 0,75
Gambar 3.2 Bentuk Elbow 900Short rodwelded
Maka Didapat : m h h s s 106 , 0 1 . 8 , 9 . 2 66 , 1 . 75 , 0 3 2 3
3.1.3.5. Kerugian Gesekan Pada Gate Vakve (hs5)
g C kg hs s . 2 . 2 4 Dimana :
kg = Koefisien gesekan pada gate valve = 0,21
Gambar 3.3 sketsa gate valve Maka Didapat : m h h s s 030 , 0 8 , 9 . 2 66 , 1 . 21 , 0 4 2 4
3.1.3.6. Kerugian Gesekan Total Pada Bagian Pipa Isap (hs) hs = hs1 + hs2 + hs3 + hs4
= 0,023 + 0,234 + 0,106+ 0,030 = 0,393 m
3.1.4. Kerugian Gesekan Pada Pipa Tekan (hd)
Untuk mengetahui kerugia n-kerugian gesekan pada bagian pipa tekan harus diketahui terlebih dahulu komponen -komponen apa saja yang terdapat pada pipa tekan tersebut, adapun komponen -komponen pipa pada bagian tekan yang direncanakan itu adalah sebagai berikut :
Panjang pipa tekan (Ld) = 16 m
Check Valve = 1 buah
Gate valve = 1 buah
Elbow90 short rodwelded = 2 buah
(Ref.9, Hal,28)
3.1.4.1. Blangan Reynold Untuk Aliran Pada Pipa Tekan (Red)
d d d d C . Re Dimana :
= Viskositas dari sea water pada temperatur
20 = 1,115 x 10-6 m2/s Maka Didapat ; 5 6 10 67457 , 7 Re 10 115 , 1 4064 , 0 . 11 , 2 Re x x d d
3.1.4.2. Kerugian Gesekan Pada Pipa Tekan (hd1)
g C d L h d d d d 2 . .. 2 1 Dimana : .
= Koefisien gesekan pada pipa isap = 0,019 Maka Didapat : m h h d d 175 , 0 8 , 9 . 2 11 , 2 . 4064 , 0 16 . 0147 , 0 1 2 1
(Ref.8, Hal,424) (Ref.9, Hal,33)
3.1.4.3. Kerugian Gesekan Pada Check Valve (hd2)
g C kc h d d 2 . 2 2 Dimana :
kc = Koefisien gesekan pada check valve = 2,0
Gambar 3.4 Sketsa Check Valve Maka Didapat : m h h d d 4524235 , 0 8 , 9 . 2 11 , 2 . 0 , 2 2 2 2
3.1.4.4. Kerugian Gesekan Pada Elbow (hd3)
n g C K h d e d . . 2 . 2 3 Dimana :
Ke = Koefisien gesekan pada elbow = 0,75
(Ref.9, Hal,424)
Gambar 3.5 Bentuk Elbow 900Short rodwelded
Maka Didapat : m h h s s 339 , 0 3 . 8 , 9 . 2 11 , 2 . 75 , 0 3 2 3
3.1.4.5. Kerugian Gesekan Pada Gate Vakve (hd4)
g C kg h d d . 2 . 2 4 Dimana :
kg = Koefisien gesekan pada gate valve = 0,21
(Ref.9, Hal,33) (Ref.9, Hal,424) Maka Didapat : m h h d d 048 , 0 8 , 9 . 2 11 , 2 . 21 , 0 4 2 4
Kerugian gesek pada reducer
1 1 1 1 2 4 4 14 , 3 . 2 ) ( . d A A Q C g C C kr h d d d d d d
Diameter pipa hisap reducer = 15”
Kr = Koefisien gesek pada reducer 0,06
m d A s m A Q C m g C C kr h d d d d d d 114 , 0 381 , 0 . 4 14 , 3 4 14 , 3 / 4 , 2 114 , 0 273 , 0 247 , 0 8 , 9 . 2 11 , 2 24 06 , 0 . 2 ) ( . 2 2 1 1 1 1 2 2 4 3.1.4.6. Kerugian Gesekan Total Pada Bagian Pipa Tekan (hd) hd = hd1 + hd2 + hd3 + hd4+ hd5
= 0,175 + 0,048 + 0,339 + 0,0247 + 0,4524 = 1,039 m
(Ref.9, Hal,26)
3.1.4.7. Kerugian Gesekan Total (ht) ht = hd+ hs
= 1,039 + 0,393 ht = 1,433 m
3.1.5. Head Manometris Yang Dibutuhkan Pompa
Ketinggian manometris atau head manometr is pompa adalah kesanggupan pompa untuk melakukan kerja. Head manometris ini harus mengalirkan fluida seperti seperti yang direncanakan dan harus dapat mengatasi berbagai macam kerugian yang terjadi disepanjang jalur pemipaan yaitu pada pipa isap dan pipa tekan. Pada kenyataannya head manometris pompa yang terpasang diambil lebih besar dari total hasil perhitungan, hal ini dimaksudkan sebagai head cadangan atau sebagai antisipasi bilamana terjadi perubahan perlengkapan lain didalam dari instalasi. Besar head manometris pompa ini dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut.
g v h h h H d l p a man . 2 2 Dimana : man
H = Head manometris dari suatu sistem pipa (m)
a
h = Head statis total (kg/m3)
p
h
= Perbedaan tekanan statis diantara kedua permukaan fluida,
perbedaan tekanan ini diambil = 0 karena kedua permukaan fluida bekerja pada tekanan atmosfir.
l
h = Kerugian-kerugian head pada pipa isap dan tekan (m)
d
v = Kecepatan aliran fluida pada pipa tekan (m) Untuk head statis diambil dengan menggunakan rumus :
ha = ht + hi Dimana : ht = Disharge Head = 8,5 m hi = Suction Head = 2,5 m Maka didapat : ha = ht + hi = 8,5 + 2,5 ha = 11 m
Maka head manometris pompa yang didapat adalah sebagai berikut :
m H H man man 64 , 12 8 , 9 . 2 04 , 2 433 , 1 0 11 2
3.1.6. Pemeriksaan Terhadap Kavitasi
Untuk mengetahui apakah suatu pompa yang kita rancang akan bebas dari kavitasi maka harus dipenuhi syarat sebagai berikut :
diperlukan yang tersedia
yang NPSH
NPSH
Dari hal tersebut diatas maka suatu pompa itu akan bebas dari kavitasi apabila net positip suction head yang tersedia itu lebih besar dari net positip
(Ref.9, Hal,46)
rancang ini bebas dari kavitasi atau tidak dapat dilihat pada perhitungan di bawah ini.
3.1.6.1. Menghitung NPSHyang tersedia
ls s v a tersedia yang h h p p NPSH Dimana : a p = Tekanan atmosfir ( kg/m2) = 10332 kg/m2
pv = Tekanan uap jenuh (kg/m2) = 238,3 kg/m2
= Berat jenis fluida = 1025 kg/m3
s
h = Suction head statis = 2,5 m
s
hl = Kerugian head didalam pipa isap = 0,37 m
Maka NPSHyang tersedia Didapat :
m NPSH NPSH tersedia yang tersedia yang 98 , 6 37 , 0 ) 5 , 2 ( 1025 3 , 238 1025 10332
3.1.6.2 Menghitung NPSHyang diperlukan
m NPSH NPSH H NPSH diperlukan yang diperlukan yang man diperlukan yang 165 , 3 64 , 12 . 25 . 0 .
