LAPORAN AKHIR
PENELITIAN DOSEN PEMULA
REKAYASA PERFORMANSI POMPA SENTRIFUGAL
UNTUK MENURUNKAN HEAD LOSS
TIM PENGUSUL Ketua : EDI WIDODO, ST, MT NIDN : 0704068004
Anggota : Indah Sulistyowati, ST, MT NIDN : 0704027405
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SIDOARJO
NOVEMBER 2016
Kode/Nama Rumpun Ilmu : 431/Teknik Mesin (dan ilmu permesinan lain)
LAPORAN AKHIR
PENELITIAN DOSEN PEMULA
REKAYASA PERFORMANSI POMPA SENTRIFUGAL
UNTUK MENURUNKAN HEAD LOSS
TIM PENGUSUL Ketua : EDI WIDODO, ST, MT NIDN : 0704068004
Anggota : Indah Sulistyowati, ST, MT NIDN : 0704027405
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SIDOARJO
NOVEMBER 2016
Ringkasan
Kebutuhan pompa sangat luas dalam dunia industry dan rumah tangga. Dengan banyak jenis pompa yang beredar di pasaran penggunaa pompa disesuaikan dengan kebutuhan. Dengan luasnya penggunaan pompa dibutuhkan uji untuk mengetahui performa dari pompa. Pompa sentrifugal salah satu jenis pompa yang paling banyak dipakai dalam rumah tangga. Pompa sentrifugal merupakan salah satu jenis pompa pemindah fluida, dengan prinsip kerja mengubah energi kinetic (kecepatan ) cairan menjadi energy potensial (dinamis)melalui suatu impeller yang berputar dalam casing. Pada umumnya pompa dinilai memiliki kualitas yang bagus jika dinilai memiliki daya dorong yang kuat. Dalam istilah yang lebih umum disebut sebagai head pompa. Semakin tinggi head maka semakin baik kualitas dari pompa. Masyarakat awam menilai pompa yang baik jika memiliki daya hisap yang dalam dan memliki daya angkat/dorong yang tinggi.
Melihat dari penilaian yang umum dipahami oleh masyarakat, diperlukan penemuan untuk menaikkan daya angkat pompa dan kekuatan isapnya. Penurunan daya angkat pada pompa sering disebut head looss. Arti fisik darihead lossadalah kehilangan energi mekanik persatuan massa fluida. Satuanhead lossadalah satuan panjang yang setara dengan satu satuan energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu satuan massa fluida setinggi satu satuan panjang yang bersesuaian. Perhitunganhead lossdidasarkan pada hasil percobaan dan analisa dimensi. Head loss terjadi dengan adanya belokan pada pipa. Dengan semakin banyak belokan maka head loss yang terjadi semakin besar.
Untuk mendapatkan performa yang baik dari pompa diperlukan rekayasa dalam mengurangi besar head loss pada pompa sehingga didapat daya dorong yang kuat.
PRAKATA
Alhamdulillah puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, Tuhan Semesta Alam, atas limpahan rahmat dan karuniaNya, sehingga penelitian Dosen Muda ini bisa diselesaikan dengan baik sesuai jadwal yang telah ditetapkan. Shalawat salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Nabi Akhir Zaman Muhammad saw, semoga umatnya senantiasa istiqamah dalam meniti jalan yang telah dicontohkan oleh Nabi saw.
Berbagai rintangan, kendala dan kesulitan yang dihadapi dalam menyelesaikan penelitian ini, telah terlewati. Ucapan terima kasih kami ucapkan kepada Direktorat Perguruan Tinggi (DIKTI) yang telah membiayai penelitian ini, menyediakan segala fasilitas dan kemudahan, sehingga peneliti merasa sangat terbantu dalam menyelesaikan penelitian. Sistem informasi yang disediakan telah sangat membantu dalam memudahkan segala proses yang harus dilewati. Ucapan terima kasih juga kami haturkan kepada Universitas Muhammadiyah Sidoarjo, dimana peneliti bernaung, yang telah memberikan dukungan dan fasiliitas penunjang bagi para peneliti. Serta ucapan terimakasih kami sampaikan kepada para senior, teman sejawat, industri/stake holder , mahasiswa serta semua elemen yang turut memberikan sokongan dan bantuan kepada peneliti baik moril maupun materiil.
Sebagai peneliti yang telah berusaha sekuat tenaga dalam menyelesaiakan tugas ini dengan sebaik-baiknya, kami menyadari sebagai manusia yang tidak lepas dari kekeliruan, kami selaku peneliti sangat mengharapkan kritik dan saran untuk perbaikan kegiatan penelitian di masa yang akan datang. Demikian penelitian ini kami susun, sebagai tugas yang harus kami tunaikan. Harapan besar, hasil penelitian ini dapat memberikan manfaat untuk kegiatan keilmuan, penambahan referensi untuk penelitian berikutnya,baik mahasiswa, dosen , peneliti, dan semua yang bisa mengambil manfaat dari penelitian ini.
Sidoarjo, 30 Nopember 2016 Hormat kami
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL HALAMAN PENGESAHAN RINGKASAN PRAKATA DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN BAB I 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah ... 2 1.3. Tujuan Penelitan ... 2 1.4. Manfaat Penelitian ... 2BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Cara Kerja Pompa Sentrifugal ... 3
2.2. Debit Aliran ... 4
2.3. Diameter Pipa ... 4
2.4. Friction Loss Pipe ... 4
2.5. Head Pompa ... 5
2.6. Net Positive Suction Head Available (NPSHA) ... 6
2.7. Daya Pompa ... 6
2.8. Kecepatan Spesifik... 7
2.9. Putaran Pompa ... 7
2.10. Head Loss ... 7
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN 3.1. Tujuan ... 8
3.2. Manfaat Penelitian ... 9
BAB IV METODOLOGI PENELITIAN 4.1. Metode Penelitian ... 10
4.2. Waktu Dan Tempat Penelitian ... 10
4.3. Alat Dan Bahan Penelitian ... 10
4.5. Variabel Penelitian ... 11
4.6. Prosedur Pengujian ... 12
4.6.1. Penyusunan Alat Penelitian ... 12
4.6.2. Tahapan Penelitian ... 12
4.6.3. Pengambilan Data ... 13
4.6.4. Pengolahan Data ... 14
4.7. Diagram Alir Penelitian ... 15
4.8. Peta Konsep Penelitian ... 16
4.9. Jadwal Penelitian ... 17
BAB V HASIL DAN LUARAN YANG DICAPAI 5.1. Perhitungan pressure drop... 19
5.2. Pengaruh kavitasi terhadap kinerja pompa ... 21
5.3. Penurunan Head pompa ... 23
5.4. Penambahan tube bundle dalam instalasi ... 24
5.5. Analisa penambahan tube bundle terhadap head loss ... 25
5.6. Perbandingan pengaruh kecepatan terhadap pemasangan tube bundle pada aliran fluida ... 27
5.7. Tekanan fluida dengan pemasangan tube bundle ... 28
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1. Kesimpulan ... 34
6.2. Saran ... 34 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Nilai C Untuk Konstanta Hazen William ... 5 Tabel 4.1. Jadwal penelitian... 17 Tabel 5.1. Suhu titik didih air ... 21
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Pompa Sentrifugal ... 3
Gambar 4.1 Skema Desain Penelitian Pompa... 11
Gambar 4.2 Diagram Alir Penelitian ... 15
Gambar 4.3 Diagram Peta Konsep Penelitian... 16
Gambar 5.1. Tube Bundle ... 25
Gambar 5.2. Grafik tekanan dan kecepatan fluida dengan penambahan tube bundle 0.25 inchi pada pipa 1.5 inchi ... 26
Gambar 5.3. Pengaruh perbandingan kecepatan terhadap head losses dengan pemasangan tube bundle 0.25 inchi ... 28
Gambar 5.4. Grafik tekanan fluida dengan tube bundle 0,5 inchi pada pipa 1,5 inchi 29 Gambar 5.5. Grafik tekanan fluida dengan tube bundle 0,25 inchi pada pipa 1,5 inchi 29 Gambar 5.6. Grafik perbandingan tekanan fluida dengan tube bundle 0,25 inchi dan 0,5 inchi pada pipa 1,5 inchi ... 30
Gambar 5.7. Grafik perbandingan tekanan fluida dengan tube bundle 0,5 inchi pada pipa 2 inchi yang dipasang sebelum, sesudah dan tanpa tube bundle ... 31
Gambar 5.8 Grafik perbandingan tekanan fluida dengan tube bundle 0,25 inchi pada pipa 2 inchi yang dipasang sebelum, sesudah dan tanpa tube bundle ... 31
Gambar 5.9. Grafik perbandingan tekanan fluida dengan tube bundle 0,25 inchi dan 0,5 inchi pada pipa 2 inchi yang dipasang sebelum belokan ... 30
Gambar 5.10. Grafik perbandingan tekanan fluida dengan tube bundle 0,25 inchi dan 0,5 inchi pada pipa 2 inchi ... 30
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran instrumen
1. Instalasi pompa 2. Pengolahan data Lampiran pelaksana Penelitian
1. Susunan organisasi tim peneliti dan pembagian tugas 2. Biodata ketua peneliti
3. Biodata peneliti anggota 4. Surat pernyataan ketua peneliti
Lampiran Artikel ilmiah / prosiding seminar nasional teknologi terapan (SNTT 4) Purwokerto
1
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar belakang
Pompa air, sebagai alat transportasi fluida cair, merupakan alat yang umum dipakai dalam kehiupan sehari-hari. Manfaatnya dalam membantu menyelesaikan pemindahan air/fluida cair menjadikan pompa air umum dipakai dalam industri dan rumah tangga. Pompa sentrifugal memiliki struktur yang sederhana dan serbaguna. Dengan perkembangan teknologi mesin kecepatan putaran tinggi mendorong pompa sentrifugal menjadi lebih efisien dibandingkan era sebelum ditemukannya mesin penggerak putaran tinggi.
Pemanfaatan pompa sangat luas dalam menunjang proses-proses produksi mulai dari industri besar sampai tingkat rumahan.Jenis pompa yang beredar di pasaran memiliki varian yang beragam, penggunaan pompa pun disesuaikan dengan kebutuhan. Bahkan bisa dikatakan kehadiran pompa tidak dapat dipisahkan dalam kehidupan industri. Dengan luasnya penggunaan pompa dibutuhkan uji untuk mengetahui performa dari pompa. Pompa sentrifugal salah satu jenis pompa yang paling banyak dipakai dalam rumah tangga. Pompa sentrifugal merupakan salah satu jenis pompa pemindah fluida, dengan prinsip kerja mengubah energi kinetik (kecepatan ) cairan menjadi energy potensial (dinamis) melalui suatu impeller yang berputar dalam casing. Pada umumnya pompa dinilai memiliki kualitas yang bagus jika memiliki daya dorong yang kuat dan daya hisap yang dalam. Dalam istilah yang lebih umum daya dorong pompa disebut sebagai head pompa. Semakin tinggi head menunjukkan t ingginya daya yang dihasilkan pompa.
Melihat dari penilaian yang umum dipahami oleh masyarakat, diperlukan rekayasa untuk menaikkan daya angkat pompa dan kekuatan isapnya. Penurunan daya angkat pada pompa sering disebut head looss. Arti fisik dari head loss adalah kehilangan energi mekanik persatuan massa fluida. Satuan head loss adalah satuan panjang yang setara dengan satu satuan energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu satuan massa fluida setinggi satu satuan panjang yang bersesuaian. Perhitungan head loss didasarkan pada hasil percobaan dan analisa dimensi. Head loss terjadi dengan adanya belokan pada pipa. Dengan semakin banyak belokan maka head loss yang terjadi semakin besar. (pratikto, 2010).
Untuk mendapatkan performa yang baik dari pompa diperlukan rekayasa dalam mengurangi besar head loss pada pompa sehingga didapat daya dorong yang kuat.
2
1.2. Rumusan masalah
Berdasarkan latar belakang di atas diperoleh rumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana merancang suatu alat uji performansi pompa yang dapat memberikan out put akurat dari daya yang dihasilkan
2. Bagaimana merancang instalasi yang memiliki efisiensi tinggi, untuk menekan adanya head loss pada pompa.
1.3. Tujuan penelitian
a. Mendapatkan rancangan alat uji performansi yang akurat dalam menentukan performansi dari pompa
b. Mendapatkan metode baru yang lebih efektif dalam mengadakan pengujian performa pompa
c. Mendapatkan model instalasi yang baik dalam menurunkan terjadinya head loss pada pompa.
1.4. Manfaat
a. Penelitian ini dapat menghasilkan alat uji baru untuk mendapatkan data-data dari performansi pompa. Pompa sentrifugal banyak dipakai sebagai alat vital dalam proses produksi. Performansi tinggi dibutuhkan dalam menaikkan produktivitas dan mengurangi kerugian. Head loss pompa akan menimbulkan kerugian yang besar jika tidak diatasi.
b. Penelitian ini dapat melahirkan desain instalasi pompa yang baik dalam meningkatkan efisiensi dengan menurunkan head loss pada pompa. Dengan desain instalasi yang baik akan dapat digunakan untuk analisis head pada pompa jenis lain maupun dengan penambahan alat penurun head loss yang lebih efektif.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pompa sentrifugal adalah sebuah jenis pompa yang popular digunakan dalam dunia industri. Pompa ini termasuk dalam jenis pompa kerja dinamis atau non positive displacement. Pompa sentrifugal sendiri memiliki prinsip kerja yang mengubah energy kinetis yang berawal dari kecepatan aliran sebuah fluida menjadi energi potensial atau energy dinamis. Fluida tersebut mengalir melalui impeller yang berputar di dalam casing pompa. Sifat dari hidrolis pompa ini adalah memindahkan energi yang terdapat pada daun (baling-baling) pompa dengan memakai dasar pengubahan arah aliran atau yang juga disebut dengan fluid diynamics. Kapasitas yang dihasilkan oleh pompa sentrifugal selalu sebanding dengan putaran. Total head atau tekanan yang dihasilkan oleh pompa sentrifugal akan sebanding dengan pangkat dua dari kecepatan putaran. Pompa sentrifugal ini dikenal akan bentuknya yang sederhana, tidak memakan banyak tempat, ringan, serta tidak menghabiskan banyak biaya untuk instalasi dan perawatan.
Gambar 2.1 Pompa Sentrifugal 2.1. Cara Kerja Pompa Sentrifugal
Cara kerja pompa sentrifugal adalah sebagai berikut : cairan masuk ke impeller dengan arah aksial melalui mata impeller (impeller eye) dan bergerak ke arah radial diantara sudu-sudu impeller (impeller vanes) hingga cairan tersebut keluar dari diameter luar impeller, zat cair mengalir dari tengah impeller keluar melalui saluran diantara sudu dan meninggalkan impeller dengan kecepatan tinggi. Kemudian mengalir melalui saluran yang penampangnya semakin besar, sehingga terjadi perubahan dari head kecepatan menjadi head tekanan. Maka zat cair yang keluar dari flens pompa head totalnya menjadi besar. Penghisapan terjadi karena setelah zat cair yang dilemparkan impeller, ruang diantara sudu-sudu menjadi vakum sehingga zat cair akan terhisap masuk .
4
2.2. Debit Aliran
Debit pompa menunjukan kapasitas fluida yang mampu dialirkan pompa dalam satu satua waktu. Untuk menentukan debit yang dihasilkan oleh pompa dilakukan secara analitis. Panjang dan diameter pipa akan mempengaruhi kinerja pompa sehingga di butuhkan desain instalasi yang dapat memberikan data antara variasi-variasi yang diberikan. Untuk mengetahui karakteristik kenaikan dan penurunan head dilakukan dengan memberikan orifice pada pipa. Disamping itu dibutuhkan penambahan belokan-belokan guna mengukur pengaruh perubahan head yang terjadi. Panjang dan diameter pipa juga akan mempengaruhi kinerja pompa sehingga perlu diberikan variasi panjang dan diameter pompa untuk mengukur tekanan pompa. Perhitungan yang dilakukan meliputi perhitungan friction loss pipa , friction loss fitting dan NPSHA pompa.
Pengukuran debit dengan persamaan
A = Dimana :
V = kecepatan aliran fluida (m/s) Q = kapasitas m3/jam atau liter/menit A = luas penampang (m2)
2.3. Diameter pipa
Diameter pipa dihitung dengan menggunakan persamaan :
Dimana
Di = diameter dalam pipa (mm atau inh)
Q = kapasitas/debit aliran m3 /jam atau liter/menit] (ρ) = berat jenis fluida (kg3/m3)
2.4. Friction Loss pipa
Friction loss pipa terjadi karena gesekan air didalam permukaan pipa dan belokan, sehingga menimbulkan gaya gesek. Friction loss merupakan hambatan aliran, yang akan mengurangi tekanan pompa. Jenis material penyusun pipa , kekasaran permukaan pipa yang dilewati aliran air, diameter pipa, banyaknya belokan dan panjang pipa akan mempengaruhi
5
besarnya friction loss. Dengan menggunakan metode Hazen Willian , persamaan friction loss adalah sebagai berikut :
Hf = Hl . Lpipa
Hf pipa = friction loss pipa m Lpipa = panjang pipa (m) HL =head loss pipa (m/100) D =diameter dalam pipa (mm) C = constanta Hazen William
Berikut adalah table nilai C menurut konstanta Hazen Wiliiam(3)
Table 2.1.Nilai C untuk konstanta Hazen William
Material Hazen-Williams Coefficient - c - Glass 130 Lead 130 - 140
Metal Pipes - Very to extremely
smooth 130 - 140
Plastic 130 - 150
Polyethylene, PE, PEH 140 Polyvinyl chloride, PVC, CPVC 150
Smooth Pipes 140
Tin 130
Vitrified Clay 110
Sumber : Hazen-Williams Coefficients, 2012 2.5. Head Pompa
Head pompa adalah sebuah satuan linier vertikal untuk menunjukkan ketinggian maksimum sebuah pompa spesifik saat memompa fluida menuju outletnya. Head pompa menunjukkan kemampuan tekanan maksimum kinerja pompa, sehingga pompa tersebut
6
mampu mengalirkan air/fluida dari satu tempat ke tempat lainya. (1) Beberapa parameter yang diperlukan untuk menentukan total head pompa, diantaranya yaitu friction loss pipa, friction loss fitting, pressure drop peralatan (kolom-kolom) dan geodetic head.untuk menghitung total head pompa dipergunakan persamaan sebagai berikut :
H total = HFpipa + HFitting + Hsf + Hg Dimana :
Hfpipa = friction loss pipa Hfitting= friction loss pipa Hsf = safety factor head Hg = geodetic head
2.6. Net Positive Suction Head Available (NPSHA)
NPSHA adalah tekanan maksimum pada sisi hisap yang bernilai positif yang ditentukan dengan cara perhitungan sebagai berikut:
NPSHA = Hb – (Hf + Hv + Hsf + Hs) Dimana :
Hb = barometric head Hf = friction loss pipa
Hv = vapour head dari data table Hsf = safety factor head
Hs = suction head
2.7. Daya Pompa
Daya pompa menunjukkan kemampuan poma;a dalam mengalirkan fluida. Yang dirumuskan:
P = ϒ .Q.H Dimana :
ϒ = berat jenis oli persatuan volume Q = kapasitas
H = head pompa P = daya pompa
7
2.8. Kecepatan spesifik
Kecepatan spesifik adalah kecepatan dalam putaran permenit pada kondisi di mana suatu impeller akan beroperasi apabila secara proporsional ukurannyadiperkecil agar dapat memberikan kapasitas 1 m3 /s dan head 1 m
Harga kecepatan spesifik : Ns =
Dimana:
Ns = kecepatan spesifik H = head total pompa N = putaran
Q = kapasitas aliran
Berdasarkan kecepatan spesifik impeller dapat dibagi atas empat yaitu: radial, prancis, aliran campur dan propeller.
2.9. Putaran pompa
Putaran pompa didapat dengan menghubungkan poros impeller dengan poros motor listrik sebagai penggerak. Besarnya putaran ditentukan oleh berapa input daya putaran motor listrik.
2.10. Head Loss
Head loss dibedakan menjadi dua macam, yaitu major loss dan minor loss (2) Belokan pipa menyebabkan hilangnya energi pada aliran yang cukup besar, hal ini dikarenakan pada belokan terjadi pemisahan alirandan turbulensi. Kerugian pada belokan semakin meningkat dengan bertambah besarnya sudut belokan. Sudut belokan adalah sudut antara saluran arah masuk aliran terhadap negatif saluran arah keluar aliran. Losses yang terjadi pada belokan disebabkan oleh adanya aliran sekunder (twin eddy/pusaran ganda). Ketika fluida bergerak pada belokan pipa, muncul gaya sentrifugal yang bekerja pada partikel-partikel fluida. Gaya sentrifugal yang terjadi sebanding dengan kuadrat kecepatan fluida. Karena kecepatan fluida yang tidak seragam, semakin besar mendekati pusat dan semakin mengecil mendekati dinding, maka gaya sentrifugal yang bekerja pada tengah arus jauh lebih besar daripada gaya sentrifugal pada lapisan batas. Akibatnya muncul vortex atau swirl yang menyebabkan rotasi fluida dan menghasilkan aliran sekunder.
8
BAB III
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN 3.1. Tujuan
Penelitian ini bertujuan
a. Mendapatkan rancangan alat uji performansi yang akurat dalam menentukan performansi dari pompa
b. Mendapatkan metode baru yang lebih efektif dalam mengadakan pengujian performa pompa
c. Mendapatkan model instalasi yang baik dalam menurunkan terjadinya head loss pada pompa.
Tujuan secara detail teknis penelitian yang dilakukan: A. Pemilihan Pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal merupakan pompa yang banyak dipakai dalam industri baik kecil, sedang dan menengah. Penelitian dilakukan untuk mendapatkan metode untuk menaikkan performa dengan menurunkan head loss / kerugian pompa.
B. Pemilihan desain instalasi pompa
Desain instalasi pompa dipilih dengan variasi pompa tunggal, pompa bersusun seri dan pompa bersusun paralel.
Pompa tunggal untuk mendapatkan data head loss pompa tunggal, dengan penambahan instalasi tube bundle untuk mendapat nilai pengurangan head loss. Pompa seri, digunakan untuk mendapat data head loss dari susunan seri. Perbedaan nilai susunan ini untuk mendapat signifikasi head loss yang dapat dikurangi dengan tube bundle
Pompa paralel, digunakan untuk mendapatkan pengurangan head loss, membandingkan dengan hasil pengurangan pada instalasi seri dan pompa tunggal.
C. Tube bundle
Tube bundle digunakan untuk menurunkan head loss aliran fluida di dalam pipa. mekanisme kerja alat ini adalah dengan membuat aliran fluida menjadi lebih stabil dan menjadikan aliran turbulen menjadi laminer.
9
Pipa uji untuk tube bundle berukuran 0,25 inchi, dan 0,5 inchi D. Variasi pipa
Pipa untuk aliran fluida yang digunakan berukuran 1,5 inchi, dan 2 inchi. Variasi pipa bertujuan untuk mendapatkan dua tipe tube bundle yang sesuai untuk mengurangi tube bundle.
3.2. Manfaat penelitian
Penelitian ini bermanfaat menghasilkan metode yang efektif untuk mengurangi head loss. a. Penelitian ini dapat menghasilkan formula baru/ alat uji baru untuk mendapatkan
data-data dari performansi pompa.
b. Penelitian ini dapat melahirkan desain instalasi pompa yang baik dalam meningkatkan efisiensi dengan menurunkan head loss pada pompa.
10
BAB IV
METODOLOGI PENELITIAN 4.1. Metode Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental yaitu metode yang digunakan untuk menentukan instalasi yang optimal dalam menurunkan head loss pompa.
4.2. Waktu Dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di dalam laboratorium Fluida Program Studi Teknik mesin Universitas Muhammadiyah Sidoarjo. Dengan jadwal penelitian sebagaimana dalam bab IV : 4.3. Alat dan bahan penelitian
a. Pompa air
Spesifikasi yang diperlukan:
Type : 2 x centrifugal pump Rotational speed : 2500 rpm
Max. volumetric flow : 40 l/min Max. delivery head : 40 m Delivery medium : Clean water Power supply : 230V ~ /50Hz
Daya : 200 W
b. Manometer :
Intake side pump 1 : 1 to 1,5 bar Delivery side pump 1 : 0 - 6 bar Intake side pump 2 : -1 - 5 bar Delivery side pump 2 : 0 - 6 bar Outflow side : 0 - 10 bar c. Pipe connections Ø20 and Ø32 mm d. Pipa PVC : 1 inch e. Valve f. Flow meter g. Stopwatch h. Tandon air i. Fluida : air
11
4.4. Perancangan Dan Pembuatan Alat Simulasi Pengujian Pompa
Gambar 4.1. Skema Desain Penelitian Pompa 4.5. Variabel Penelitian
a. Variabel Bebas
Variabel bebas yaitu variabel yang ketentuan nilainya bisa divariasi dan jumlahnya disesuaikan dengan kebutuhan. Dalam penelitian ini variabel bebas yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan variasi kecepatan dengan cara mengatur bukaan katup.
2. Variasi diameter alatuji yang digunakan adalah pipa diameter 1,5 inch dan 2 inch 1. Reservoir 11. Panel Kontrolpompasentrifugal
2. Emergency overflow 12. Salurankeluar
3. Saliranpengisi reservoir 13. Manometer IsapPompa 1 4. Katup 1 14. Manometer keluarPompa 1 5. Katup 2 15. Manometer IsapPompa 2 6. Katup 3 16. Manometer KeluarPompa 2 7. Katup 4 17. Manometer keluar
8. Katup 5 18. Dudukan body 9. PompaSentrifugal 1 19. Pipapembuangan 10. PompaSentrifugal 2
12
3. Pengujiandilakukansebanyak 5 kali
4. Pengujian head loss pada belokan 180 0 dengan tanpa pipa uji 5. Pengujian head loss padabelokan 180 0 denganmenggunakanpipauji
6. Pengujian head loss padabelokan 180 0menggunakanpipauji diameter 0,25 inch 7. Pengujianhead losses padabelokan 180 0denganmenggunakanpipaujiyang
berdiameter 0,5 inchisebelumbelokan
8. Pengujianhead losses padabelokan 180 0denganmenggunakanpipaujiyang berdiameter 0,5 inchisetelahbelokan
b. Variabel terikat
Variabel terikat merupakan variabel yang nilainya tergantung pada variabel bebas. Variabel terikat pengujian head loss pada belokan pipa 1800 sebagai berikut:
1. Nilai head loss (hm) 2. Nilai kecepatan fluida (v) 3. Nilai kecepatan air (Q) 4. Nilai tekanan fluida (P) 4.6. Prosedur pengujian
4.6.1. Penyusunan alat penelitian
Alat-alat penelitian yang telah disediakan disusun sebagai berikut: a. Pompa air dipasang sesuai dengan denah rencana .
b. Mempersiapkan manometer yang akan dipergunakan untuk mengukur tekanan yang terjadi pada aliran fluida.
c. Mempersiapkanflow meter danmemasangnyasesuaidenganketentuan yang telahditetapkan.
d. Mempersiapkan pipa 1,5 inchi dan 2 inchi serta merangkainya sesuai skema alat uji penelitian.
e. Mempersiapkan air yang digunakan sebagai fluida penelitian
4.6.2. Tahapan penelitian
Penelitian yang dilakukan sebagai berikut:
a. Pengujian head losses pada belokan pipa 1800tanpa pipa uji Pada pengujian ini tahapan yang dilakukan adalah sebagai berikut
13
Persiapan meliputi uji kelayakan dan uji teknis dari setiap alat yang akan digunakan. Meliputi uji ketepatan instalasi dengan desain rancangan penelitian, dan visibilitas peralatan
2. Tahap pengambilan data
Untuk Pengambilan data dilakukan pengaturan kesamaankecepatan aliran input dan out put, menghitung kecepatan fluida, mencatat kecepatan aliran air dan mencatat tekanan input dan output.
b. Pengujian head losses pada belokan pipa 180o dengan pipa uji ukuran 0,25 inchi 1. Tahap persiapan dan pengambilan data
Menyiapkan belokan pipa 1800yang dipasang menggunakan pipa ujidengan ukuran 0,25 inchi kemudian dilakukan percobaan atau pengecekan terlebih alat uji.
2. Tahap pengambilan data
Pengambilan data dilakukan dengan mengkondisikan alat uji sesuai dengan kondisi tahap pengambilan data sebelumnya.
c. Pengujian head loss pada belokan pipa 1800dengan pipa uji ukuran 0,5 inch 1. Tahap persiapan pengambilan data
Pipa 1800dipasang menggunakan pipa uji dengan ukuran 0,25 inch 2. Tahap Pengambilan data
Setelah semua peralatan tersusun dan siap dioperasikan dilakukan pengambilan data
4.6.3. Pengambilan data
Pengambilan data head loss dilakukan sebagai berikut:
a. Pengambilan data untuk belokan pipa 1800ukuran pipa 1,5 inch 1. Tanpa pipa uji
2. Menggunakan pipa uji 0,25 inch dipasang sebelum belokan pipa 3. Menggunakan pipa uji 0,25 inch dipasang setelah belokan pipa 4. Menggunakan pipa uji 0,5 inch dipasang sebelum belokan pipa 5. Menggunakan pipa uji 0,5 inch dipasang setelah belokan pipa b. Pengambilan data untuk belokan pipa 1800 ukuran pipa 2 inch
1. Tanpa pipa uji
2. Menggunakan pipa uji 0,25 inch dipasang sebelum belokan pipa 3. Menggunakan pipa uji 0,25 inch dipasang setelah belokan pipa 4. Menggunakan pipa uji 0,5 inch dipasang sebelum belokan pipa 5. Menggunakan pipa uji 0,5 inch dipasang setelah belokan pipa
14
4.6.4. Pengolahan data
Pengujian dilakukan untuk memperoleh nilai debit, ketinggian (h1, h2, h3, h4, dan h5) pada manometer. Dari data pengujian dipergunakan untuk menghitung tekanan (P), kecepatan (v) dan head losses (hm).
Setelah diperoleh hasildari perhitungan tersebutakan dibandingkan dengan menggunakan grafik nilai tekanan, kecepatan, dan head losses tanpa pemakaian pipa uji, pemakaian pipa uji 0,25 inchi, dan peamakaian pipa uji 0,5 inchi yang dipasang sebelum maupun setelah belokan 1800
15
4.7. Diagram alir penelitian
Gambar 4.2. Diagram Alir Penelitian
Mulai
Studi literatur
Pembuatan alat uji pengujian
Head loss dengan pipa uji 0,25 inch
Head loss dengan pipa uji 0,5 inch Head loss
tanpa pipa uji
Penurunan Head loss Pengolahan dan analisis data Perhitungan efisiensi Selesai Pengumpulan data informasi Ya Tidak
16
4.8. Peta Konsep Penelitian
17
4.9. Jadwal Penelitian
Penelitian ini direncanaka dilaksanakan mulai bulan Juni 2015 dengan jadwal sebagai berikut:
Tabel 4.1. Jadwal penelitian
No Uraian Kegiatan BULAN KET
I II III IV V VI 1 Studi literatur
Target : mendapatkan referesi-referensi yang berkaitan dengan pompa, head loss dll : jurnal , artikel ilmiah, buku referensi, dll Pic. : Ketua peneliti dan anggota peneliti
2 Penyusunan daftar pustaka Target : susunan tinjauan pustaka dengan topik-topik yang relevan (efisiensi pompa, head, losses) yang mendukung penelitian , dan mendapatkan update terbaru dalam penelitian yang berhubungan dengan pompa, efisiensi dan losses-nya.
Pic. : ketua peneliti dan anggota 3 Pembuatan alat uji
Target: alat uji untuk pengujian head pompa, sesuai dengan desain yang telah direncanakan disertai dengan evaluasi untuk
meningkatkan kualitas pengujian Pic. : ketua peneliti dan anggota 4 Pengujian laboratorium dan
pengambilan data
Target: data-data efisiensi pompa, data head loss, daya yang
dihasilkan, sesuai dengan rancangan penelitian
Pic. : ketua peneliti dan anggota 5 Pengolahan data dan analisa
Target: data-data hasil pengujian diolah dan dianalisa untuk dapat mengambil hasil dari penelitian, mendapatkan kesimpulan dan mendapatkan rumusan baru dari metode untuk mengurangi head loss
18
Pic. : ketua peneliti dan anggota 6 Penerapan rancangan desain yang
baru yang dapat mengurangi head loss pompa
Target : mendapat desain instalasi yang optimal dalam mengurangi head loss pompa.
Pic. : ketua peneliti dan anggota 7 Pembuatan laporan penelitian final
target : dapat menyelesaikan laporan penelitian final dan melakukan proges 70 % dari kegiatan penelitian
pic. : ketua peneliti dan anggota 8 Pembuatan publikasi
Target: publikasi dalam bentuk seminar nasioanal/internasional Jurnal llmiah
19
BAB V HASIL DAN LUARAN YANG DICAPAI
5.1. Perhitungan pressure drop
Dalam proses aliran fluida dalam pipa dihitung kecepatan aliran, debit dan laju aliran massa. Pipa berdiameter 0,75 inch dan 1 inch digunakan untuk mendapatkan data pressure drop, dengan memanfaatkan hasil pengambilan data kecepatan aliran, debit dan laju aliran massa. Aliran air di dalam pipa menyebabkan penurunan tekanan pada sisi keluar pipa. Perbedaan tekanan air yang masuk pipa dan keluar pipa disebabkan oleh hambatan aliran, misalnya kekasaran permukaan dalam pipa, gesekan air dengan permukaan pipa , panjang pipa, diameter pipa dan kecepatan aliran.
Untuk menghitung perbedaan tekanan antara sisi masuk pipa dan sisi keluar pipa sering kali menggunakan rumus Bernoulli :
Tekanan pada sisi masuk pipa disimbolkan PA dan tekanan sisi luar disimbokan dengan PB. Penurunan tekanan terjadi karena :
1. Untuk aliran dalam pipa berdiameter seragam dan tidak dapat perbedaan ketinggian:
Dalam kondisi ini, diameter pipa seragam menyebabkan kecepatan aliran masuk dan keluar pipa sama sehingga persamaan VA = VB. Dalam kasus ini tidak terdapat beda ketinggian antara sisi masuk dan sisi keluar maka ZA = ZB. maka persamaan beda tekanan sebagai berikut:
2. Untuk aliran dalam pipa berdiameter seragam dan memiliki perbedaan ketinggian maka persamaan :
Persamaan diatas diperoleh karena kecepatan aliran di dalam pipa dianggap konstan VA = VB, serta terdapat perbedaan ketinggian z1 dan z2 , sehingga didapat .
20
Untuk menghitung kecepatan aliran volume digunakan rumus sebagai berikut:
Dengan persamaan ini, menyatakan debit air yang mengalir di dalam pipa tergantung pada kecepatan aliran (V) dan diameter dalam pipa (d).
Data-data input terdiri dari:
1. Tekanan sisi masuk pipa (pA), satuan kPa (kilo pascal) 2. Kecepatan rata-rata air dalam pipa (V), satuan m/s 3. Diameter pipa (D), satuan cm
4. Material pipa yang dinyatakan dalam kekasaran permukaan (e), satuan mikron 5. Panjang pipa (L), satuan meter
6. Perbedaan ketinggian antara sisi masuk dan keluar pipa (∆z), satuan meter 7. Massa jenis air ( ρ ), satuan kg/m3
8. Kekentalan fluida (dinamik, µ), satuan centioise (cP) Data out put yang didapat:
1. Bilangan reynolds (Re)
Bilangan reynolds merupakan ukuan untuk menyatakan apakah modus aliran berupa aliran laminer atau turbulen. Bilangan Reinolds dinyatakn dalam rumus:
2. Faktor gesekan
Faktor gesekan dicari dengan diagram Moody atau dihitung dengan menggunakan rumus Colebrook ( jika aliran yang terbentuk aliran turbulen):
3. Tekanan keluar pipa (pB), satuan kPa
Persamaan keluar pipa didapat dengan penurunan persamaan Bernoulli :
4. Beda tekanan (pressure loss, ∆p ), satuan kPa Persamaan beda tekanan :
21
5. Debit , satuan liter/detik Persamaan debit:
Q = V.
6. Laju aliran massa, satuan kg/detik M = ρQ
5.2. Pengaruh Kavitasi Terhadap Kinerja Pompa Pengaruh kavitasi pada pompa adalah sebagai berikut :
1. Berkurangnya kapasitas pompa
2. Berkurangnya head (pressure)
3. Terbentuknya gelembung-gelembung udara pada area bertekanan rendah di dalam selubung pompa (volute)
4. Suara bising saat pompa berjalan.
5. Kerusakan pada impeller atau selubung pompa(volute).
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.
Mendidihnya cairan terjadi ketika ia terlalu panas atau tekananya terlalu rendah. Pada tekanan permukaan air laut 1 bar (14,7 psia) air akan mendidih pada suhu 212oF (100oC). Jika tekanannya turun air akan mendidih pada suhu yang lebih rendah. Ada tabel yang menyatakan titik didih air pada setiap suhu yang berbeda. Sebagai contoh dapat dilihat tabel berikut :
Tabel 5.1. Suhu titik didih air
Fahrenheit Centigrade Vapor pressure lb/in2 A Vapor pressure (Bar) A
40 4.4 0.1217 0.00839
100 37.8 0.9492 0.06546
180 82.2 7.510 0.5179
212 100 14.696 1.0135
22
Satuan tekanan yang digunakan adalah absolute bukan pressure gauge,. Maka saat menyebut tekanan atmosfir nol, dikatakan 1 atm sama dengan 14,7 psia pada permukaan air laut dan pada sistem metrik memakai 1 bar atau 100 kPa.
Kapasitas Pompa Berkurang
1. Ini terjadi karena gelembung-gelembung udara banyak mengambil tempat(space), dan pompa tidak dapat memompa cairan dan udara pada tempat dan waktu yang sama, sehingga cairan yang diperlukan menjadi berkurang.
2. Jika gelembung itu besar pada eye impeller, pompa akan kehilangan pemasukan dan akhirnya perlu priming (tambahan cairan pada sisi isap untuk menghilangkan udara). Tekanan (Head) kadang berkurang
Gelembung-gelembung tidak seperti cairan, yang bisa dikompresi (compressible). Hasil kompresi inilah yang menggantikan head, sehingga head pompa menjadi berkurang.
Pembentukan gelembung pada tekanan rendah karena tidak bisa terbentuk pada tekanan tinggi.
Jika kecepatan fluida bertambah, maka tekanan fluida akan berkurang. Ini artinya kecepatan fluida yang tinggi pasti di daerah bertekanan rendah. Ini akan menjadi masalah setiap saat jika ada aliran fluida melalui pipa terbatas, volute atau perubahan arah yang mendadak. Keadaan ini sama dengan aliran fluida pada penampang kecil antara ujung impeller dengan volute cut water.
Bagian-bagian Pompa Rusak
1. 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 gelombang kejutan yang mampu merusak part pompa. Ada bentuk yang unik yaitu bentuk lingkaran akibat pukulan ini, dimana metal seperti dipukul dengan 'ball peen hammer'.
23
2. 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, semakin besar 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.
5.3. Penurunan Head Pompa
Penelitian yang telah dilakukan untuk mengetahui besarnya head pompa adalah dengan menambahkan tube bundle setelah belokan 180 0 dan 90 0. Penambahan tube bundle ini memberikan penurunan head losses yang signifikan. Head loses terjadi diakibatkan pergesekan air/fluida dengan dinding pipa. adanya belokan menyebabkan head loses yang terjadi semakin besar, disebabkan gesekan fluida dengan dinding pipa menjadi meningkat. Dengan penambahan tube bundle setelah belokan, dapat diketahui bahwa tube bundle memberikan pengurangan head loses yang terjadi. Pengukuran tekanan dilakukan untuk mendapatkan nilai penurunan yang terjadi.
Penurunan tekanan drastis terjadi pada belokan pipa. Terjadi turbulensi dan kenaikan kecepatan fluida yang menyebabkan penurunan tekanan. Turbulensi akibat belokan membuat kecepatan fluida menjadi naik tidak beraturan dan menurunkan tekanan. Untuk menaikkan tekanan kembali dipasang tube bundle. Tube bundle berfungsi dalam mengurangi turbulensi fluida, mengubah aliran menjadi lebih teratur, dan cenderung menjadi aliran laminer. Kehilangan tekanan akibat belokan distabilkan dengan laminarisasi tube bundle. Kenaikan tekanan fluida diikuti penurunan kecepatan aliran. Sesuai dengan hukum Bernoulli, tekanan aliran fluida yang makin tinggi maka nilai kecepatan menjadi turun. Demikian sebaliknya.
Kecepatan fluida memberikan pengaruh head loses yang besar. Berdasarkan pengambilan data kecepatan fluida, head loses semakin mencolok dengan adanya penambahan kecepatan aliran. Tube bundle memiliki karakteristik yang baik jika dipasang pada aliran turbulensi. Aliran ini akan ditranformasi menjadi lebih stabil menjadi aliran laminer, gesekan fluida dengan dinding berkurang dengan perubahan jenis alirannya.
24
Tumbukan fluida dengan dinding menjadi berkurang. Dengan aliran laminer ini, head loses yang terjadi menjadi lebih rendah. Namun jika dipasang pada aliran laminer, tube bundle memberi pengaruh yang buruk. Fluida yang mengalir akan melewati bidang permukaan pipa yang lebih luas, memperbesar gesekan yang terjadi, dan akan menambah besarnya headloss karena kerugian gesekan pipa.
Pemasangan tube bundle dalam pipa beraliran fluida akan menurunkan kecepatan aliran dan menambah nilai head loses. Jika dipasang pada aliran turbulen tube bundle efektif dalam mengurangi besarnya head losses yang timbul. Hal ini tube bundle berfungsi menghilangkan turbulensi, mengurangi gesekan fluida dengan dinding, menstabilkan kecepatan dan tekanan fluida yang mengalir.
5.4. Penambahan tube bundle dalam instalasi.
Untuk menganalisa head loss, dipergunakan tuble bundle. Tube ini bekerja menstabilkan aliran turbulen menjadi laminer. Dengan variasi ukuran tube bundle, head loss dapat dikurangi sampai angka optimal. Tube blunder berfungsi sebagai flow conditioner. Dengan alat ini gangguan yang terjadi pada aliran instalasi perpipaan dapat dikurangi. Aliran-aliran turbulen diminimalisir sehingga dihasilkan Aliran-aliran yang dihasilkan memiliki tekanan yang konstan. Gangguan-gangguan belokan, katup, perubahan luas penampang dan orifice, dan gangguan lain dapat dilakkukan dengan menghilangkan vortex. Berikut desain tube bundle yang digunakan dalam pencatatan data :
25
Gambar 5.1. Tube Bundle
5.5. Analisa penambahan Tube Bundle terhadap head loss
Nilai tekanan tanpa pemasangan tube bundle pada titik 1 debit ke 3 adalah 16440 N/m2 dan kecepatannya memiliki nilai 0,399 m/s. Untuk tekanan dengan pemasangan tube bundle ukuran 0,25 inchi yang diletakkan sebelum belokan 180o pada titik 1 debit ke 3 adalah 17417 N/m2 dan kecepatannya memiliki nilai 0,366 m/s. Sedangkan nilai tekanan dengan pemasangan tube bundle ukuran 0,25 inchi yang diletakkan setelah belokan 180o pada titik 1 debit ke 3 adalah 17790 N/m2 dan kecepatannya memiliki nilai 0,338 m/s.
26
Gambar 5.2. Grafik tekanan dan kecepatan fluida dengan penambahan tube bundle 0.25 inch pada pipa 1.5 inc
Untuk nilai tekanan tanpa pemasangan tube bundle pada titik 2 debit ke 3 adalah 15720 N/m2 dan kecepatannya memiliki nilai 1,269 m/s. Untuk tekanan dengan pemasangan tube bundle ukuran 0,25 inchi yang diletakkan sebelum belokan 180o pada titik 2 debit ke 3 adalah 17340 N/m2 dan kecepatannya memiliki nilai 0,536 m/s. Sedangkan nilai tekanan dengan pemasangan tube bundle ukuran 0,25 inchi yang diletakkan setelah belokan 180o pada titik 2 adalah 17550 N/m2 dan kecepatannya memiliki nilai 0,771 m/s. Kemudian nilai tekanan tanpa pemasangan tube bundle pada titik 3 debit ke 3 adalah 12383 N/m2 dan kecepatannya memiliki nilai 2,876 m/s. Untuk tekanan dengan pemasangan tube bundle ukuran 0,25 inchi yang diletakkan sebelum belokan 180o pada titik 3 adalah 16560 N/m2 dan kecepatannya memiliki nilai 1,359 m/s. Sedangkan nilai tekanan dengan pemasangan tube bundle ukuran 0,25 inchi yang diletakkan setelah belokan 180o pada titik 3 adalah 16820 N/m2 dan kecepatannya memiliki nilai 1,433 m/s. Selanjutnya nilai tekanan tanpa pemasangan tube bundle pada titik 4 debit ke 3 adalah 10890 N/m2 dan kecepatannya memiliki nilai 3,355 m/s. Untuk tekanan dengan pemasangan tube bundle ukuran 0,25 inchi yang diletakkan sebelum belokan 180o pada titik 4 debit ke 3 adalah 12353 N/m2 dan kecepatannya memiliki nilai 3,203 m/s. Sedangkan nilai tekanan dengan pemasangan tube bundle ukuran 0,25 inchi yang diletakkan setelah belokan 180o pada titik 4 debit ke 3 adalah 12877 N/m2 dan kecepatannya memiliki nilai 3,153 m/s.
Dan nilai tekanan tanpa pemasangan tube bundle pada titik 5 adalah 11030 N/m2 dan kecepatannya memiliki nilai 3,313 m/s. Untuk tekanan dengan pemasangan tube bundle
27
ukuran 0,25 inchi yang diletakkan sebelum belokan 180o pada titik 5 adalah 12125 N/m2 dan kecepatannya memiliki nilai 3,274 m/s. Sedangkan nilai tekanan dengan pemasangan tube bundle ukuran 0,25 inchi yang diletakkan setelah belokan 180o pada titik 5 adalah 12583 N/m2 dan kecepatannya memiliki nilai 3,245 m/s. Kenaikan tekanan pada pemasangan tube bundle 0,25 inchi sebelum belokan adalah sebesar 1095 N/m2 dan setelah belokan sebesar 1553 N/m2.
Dari grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa terjadi penurunan tekanan drastis pada titik 2 ke titik 3. Hal ini dikarenakan terjadinya turbulensi aliran akibat belokan sehingga kecepatan akan meningkat. Sedangkan dengan pemasangan tube bundle penurunan tekanan yang drastis terjadi pada titik 3 ke titik 4. Hal tersebut dikarenakan terjadinya turbulensi aliran yang terjadi sebelum tube bundle. Meskipun demikian terjadi kenaikan tekanan pada aliran dengan pemasangan tube bundle yang ditandai bergesernya grafik ke arah kanan atas dari grafik aliran fluida tanpa pemasangan tube bundle. Hal ini membuktikan bahwa dengan penambahan alat ini dapat mengurangi kehilangan tekanan yang diakibatkan adanya belokan 180o.
5.6. Perbandingan pengaruh kecepatan terhadap pemasangan tube bundle pada aliran fluida.
Dari Gambar 4.9 diatas dapat dilihat bahwa kecepatan fluida berbanding lurus dengan head losses. Hal tersebut dapat diartikan apabila nilai kecepatan fluida rendah maka nilai head losses akan rendah dan sebaliknya apabila nilai kecepatan tinggi maka nilai head losses akan tinggi pula. Nilai head losses (hm) tanpa pemasangan tube bundle pada kecepatan 3,313 m/s memiliki nilai 10,247 m. Untuk hm dengan pemasangan tube bundle ukuran 0,25 inchi yang diletakkan sebelum belokan 180o pada kecepatan 3,274 m/s memiliki nilai 10,003 m. Sedangkan nilai hm dengan pemasangan tube bundle ukuran 0,25 inchi yang diletakkan setelah belokan 180o pada kecepatan 3,245 m/s memiliki nilai 9,826 m.
28
Gambar 5.3. Pengaruh perbandingan kecepatan terhadap head losses dengan pemasangan tube bundle 0.25 inchi
Untuk nilai head losses (hm) tanpa pemasangan tube bundle pada kecepatan 2,273 m/s memiliki nilai 4,821 m. Untuk hm dengan pemasangan tube bundle ukuran 0,25 inchi yang diletakkan sebelum belokan 180o pada kecepatan 2,246 m/s memiliki nilai 4,710 m. Sedangkan nilai hm dengan pemasangan tube bundle ukuran 0,25 inchi yang diletakkan setelah belokan 180o pada kecepatan 2,135 m/s memiliki nilai 4,256 m. Sehingga pemasangan tube bundle setelah belokan lebih baik daripada pemasangan sebelum belokan. Untuk nilai head losses (hm) tanpa pemasangan tube bundle pada kecepatan 0,619 m/s memiliki nilai 0,358 m. Untuk hm dengan pemasangan tube bundle ukuran 0,25 inchi yang diletakkan sebelum belokan 180o pada kecepatan 0,616 m/s memiliki nilai 0,354 m. Sedangkan nilai hm dengan pemasangan tube bundle ukuran 0,25 inchi yang diletakkan setelah belokan 180o pada kecepatan 0,539 m/s memiliki nilai 0,271 m. Sehingga pemasangan tube bundle setelah belokan lebih baik daripada pemasangan sebelum belokan. Dari grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa dengan pemasangan tube bundle dengan ukuran 0,25 inchi dapat menurunkan head losses yang terjadi pada aliran fluida tanpa pemasangan tube bundle. Nilai penurunan head losses yang paling baik pada pemasangan tube bundle setelah belokan yang dikarenakan tidak sempat terbentuknya aliran turbulen dan vortex yang merupakan efek dari alat ini.
29
Gambar 5.4. Grafik tekanan fluida dengan tube bundle 0,5 inchi pada pipa 1,5 inchi
30
Gambar 5.6. Grafik perbandingan tekanan fluida dengan tube bundle 0,25 dan 0,5 inchi pada pipa 1,5 inchi
Gambar 5.7. Grafik perbandingan tekanan fluida dengan tube bundle 0,5 inchi pada pipa 2 inchi yang dipasang sebelum, sesudah dan tanpa tube bundle
31
Gambar 5.8. Grafik perbandingan tekanan fluida dengan tube bundle 0,25 inchi pada pipa 2 inchi yang dipasang sebelum, sesudah dan tanpa tube bundle
Gambar 5.9. Grafik perbandingan tekanan fluida dengan tube bundle 0,25 dan 0,5 inchi pada pipa 2 inchi yang dipasang sebelum belokan
32
Gambar 5.10. Grafik perbandingan tekanan fluida dengan tube bundle 0,5 inchi dan 0,25 inchi pada pipa 2 inchi
Pada gambar 5.4. menunjukkan perbedaan penurunan tekanan fluida pada pipa 1,5 inchi dengan tube bundle ukuran 0.5 inchi. Secara analitis, grafik menunjukkan bahwa tanpa pemasangan tube bundle memiliki nilai tekanan yang relatif lebih rendah dibanding dengan penambahan tube bundle. Penurunan tekanan yang terjadi lebih tajam dibandingkan dengan penambahan sebelum maupun sesudah tube. Dengan demikian pada kondisi ini tube bundle memberi pengaruh signifikan dalam penurunan tekanan fluida. Pipa dengan tube bundle dapat mengurangi penurunan tekanan fluida.
Gambar grafik 5.5. Memberikan kondisi yang serupa dengan grafik 5.4. Tekanan fluida tanpa tube bundle lebih rendah jika dibandingkan dengan pipa yang diberikan tube bundle.
Gambar grafik 5.6. untuk pipa ukuran 1,5 inchi ditambahkan 2 jenis tube bundle, yang pertama memiliki ukuran 0,25 inchi dan tube bundle kedua berukuran 0,5 inchi. Dari trend grafik dapat diketahui, tube bundle ukuran 0,25 inchi memiliki tekanan lebih tinggi dari tube bundle 0,5 inchi. Hal ini disebabkan tube bundle memiliki saluran minor yang lebih banyak sehingga memberikan jalur yang membuat aliran menjadi stabil. Dengan kondisi ini tekanan dapat tetap tinggi bila dibandingkan dengan tube bundle ukuran 0,5 inchi, dengan saluran yang lebih sedikit.
Gambar grafik 5.7. memberikan gambaran karakteristik aliran dan tekanan pada pipa 2 inchi yang diberikan tambahan tube bundel 0,5 inchi. Karakter yang terbentuk, pada aliran
33
tanpa tube bundle memiliki tekanan yang rendah bila dibandingkan dengan pemasangan tube bundle. Kondisi tekanan sebelum tube memiliki nilai yang lebih tinggi, hal ini dimungkinkan aliran tertahan sebelum masuk saluran tube, sehingga timbul energi potensial yang menyebabkan tekanan menjadi lebih tinggi. Untuk tekanan fluida setelah tube, kondisi tekanan menjadi lebih teratur. Terjadi penurunan tekanan yang teratur, yang menggambarakan aliran fluida yang laminer yang teratur.
Grafik 5.8. memberikan gambaran karakteristik fluida pada pipa 2 inchi dengan tube bundle 0,25 inchi. Dari grafik tersebut, tekanan fluida non tube tetap memberikan karakter tekanan yang lebih rendah jika dibandingkan dengan pemasangan tube bundle. Karakter grafik yang timbul sesuai dengan pipa 1,5 inchi. Penambahan tube bundle memberikan kondisi penurunan tekanan yang terjadi tidak drastis sebagaimana pada non tube. Grafik 5.9 memberikan gambaran kondisi tekanan fluida dengan tube yang dipasang sebelum belokan pipa. untuk tube 0,25 inch penurunan tekanan terlihat lebih curam dibandingkan pada tube ukuran 0,5 inchi. Gambar grafik 5.10 memberikan kondisi tekanan fluida dengan pemasangan tube bundle 0,25 inchi dan 0,5 inchi setelah belokan. Kondisi tekanan memiliki karakter hampir sama baik tube pertama maupun kedua.
34
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1. Kesimpulan
Kesimpulan dari penelitian ini pada penggunaan pipa 1.5 inc dan tube bundle 0.25 inchi, adalah
1. Pengaruh penambahan tube bundle mampu menurunkan kecepatan fluida dan penurunan nilai head loss. Tekanan fluida dapat dipertahankan serta dampak dari belokan pipa dapat dikurangi
2. Nilai penurunan head loss yang tinggi pada pemasanangan tubebundle yang dekat dengan belokan pipa. semakin jauh head loss yang terjadi menjadi besar
3. Tekanan fluida berbanding balik dengan kecepatan aliran. 6.2. Saran
Saran dari lanjutan penelitian ini adalah :
1. Tube bundle dengan variasi ukuran yang lain masih dibutuhkan untuk mendapatkan data pembanding yang lebih banyak dan akurat
2. Penggunaan tube bundle perlu mendapat penyempurnaan dalam instalasi, untuk mengurangi kebocoran.
3. Penggunaan flow conditioner diperlukan dengan model yang lain selain tube bundle, yang efektif mengurangi head loss.
35
DAFTAR PUSTAKA
Tukiman, Puji Santoso, Ari Satmoko. Perhitungan dan Pemilihan Pompa pada Instalasi Pengolahan Air Bebas Mineral Iradiator Gamma Kapasitas 200 KCi. Prosiding Pertemuan Ilmiah Perekayasaan Perangkat Nuklir. PRPN-BATAN, 2013
Pratikto, Slamet Wahyudi. Penurunan Kerugian Head pada Belokan Pipa dengan PeletakanTube Bundle. Jurnal teknik mesin vol. 12. No. 1, april 2010 : 51-57
Hazen-Williams Coefficients, Engineering ToolBox, retrieved 7 October 2012
Prabowo, Agung. Instrumentasi Untuk Pengukuran Kinerja Pompa Irigasi. Balai besar pengembangan mekanisasi pertanian, Bogor.
Nugraha, Adiputra, Rudy Soenoko, Djoko Sutikno. Perancangan pompa sentrifugal 5 tingkat untuk air umpan boiler di PT. Badak NGL. Jurnal Skripsi. Universitas Brawijaya Malang. 2014.
Shu San, Gan, Gunawan Santoso. Studi Karakteristik Volume Tabung Udara dan Beban Katup Limbah terhadap Efisiensi Pompa Hydraulic Ram. Jurnal Teknik Mesin Vol. 4, No. 2 , Oktober 2002: 81 – 87
Yurianto. Karakteristik Pompa Sentrifugal dengan Sudu Impeller Streamline . Jurnal Teknik Mesin Universitas Diponegoro Semarang - Rotasi, volume 3 nomor 2 April 2001.
Lampiran instrumen
1. Instalasi pompa
2. Pengolahan data
C 2 3 1 4 B A D E F
Pompa Fluida
WEIGHT: A4 SHEET 1 OF 3 SCALE:1:9 DWG NO. TITLE: REVISION DO NOT SCALE DRAWINGMATERIAL: DATE SIGNATURE NAME DEBUR AND BREAK SHARP EDGES FINISH:
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED: DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS SURFACE FINISH: TOLERANCES: LINEAR: ANGULAR: Q.A MFG APPV'D CHK'D DRAWN
1135 1080 786 1326 595 540 B C D 1 2 A 3 2 1 4 B A 5 6 DRAWN CHK'D APPV'D MFG Q.A
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED: DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS SURFACE FINISH:
TOLERANCES: LINEAR: ANGULAR:
FINISH: DEBUR AND
BREAK SHARP EDGES
NAME SIGNATURE DATE
MATERIAL:
DO NOT SCALE DRAWING REVISION
TITLE: DWG NO. SCALE:1:9 SHEET 2 OF 3 A4 C WEIGHT:
Pompa Fluida
B C D 1 2 A 3 2 1 4 B A 5 6 DRAWN CHK'D APPV'D MFG Q.A
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED: DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS SURFACE FINISH:
TOLERANCES: LINEAR: ANGULAR:
FINISH: DEBUR AND
BREAK SHARP EDGES
NAME SIGNATURE DATE
MATERIAL:
DO NOT SCALE DRAWING REVISION
TITLE: DWG NO. SCALE:1:7 SHEET 3 OF 3 A4 C WEIGHT:
Pompa Fluida
Lampiran pelaksana Penelitian
1. Susunan organisasi tim peneliti dan pembagian
tugas
2. Biodata ketua peneliti
3. Biodata peneliti anggota
36
Lampiran 2
SUSUNAN ORGANISASI TIM PENELITI DAN PEMBAGIAN TUGAS No Nama /NIDN Instansi asal Bidang
Ilmu Alokasi waktu (jam/minggu) Uraian tugas 1 Edi Widodo 0704068004 Universitas Muhammadiyah Sidoarjo Teknik Mesin 30 Ketua peneliti 2 Indah Sulistyowati Universitas Muhammadiyah Sidoarjo Teknik Elektro 30 Anggota Peneliti
37
Lampiran 3
Biodata Ketua Peneliti Identitas Diri
1 Nama Lengkap (Dengan Gelar) Edi Widodo, ST.,MT
2 Jenis Kelamin Laki-laki
3 Jabatan Fungsional Assisten Ahli 4 NIP/NIK/Identitas Lainnya 210386
5 NIDN 0704068004
6 Tempat dan Tanggal lahir Semarang, 4 Juni 1980
7 E-mail ediwidodo@umsida.ac.id
8 Nomor Telepon/Hp 085645020211
9 Alamat Kantor Jl. Mojopahit 666 B Sidoarjo
10 NomorTelepon/Faks 0318945444, 8928097 Faks. 0318949333 11 Lulusan yang telah dihasilkan S-1 = 1 , S-2 = - S-3=-
12 Mata Kuliah yang diampu Mekanika Teknik
Algoritma Pemrograman Komputer Matematika Teknik
Kinematika
B. Riwayat Pendidikan
S-1 S-2 S-3
Nama Perguruan Tinggi Universitas Brawijaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
- Bidang Ilmu Teknik Mesin Teknik Transportasi
Kelautan
-
Tahun Masuk Lulus 1999 – 2005 2006-2009 -
Judul
Skripsi/Tesis/Disertasi
Penerapan Penjadwalan Produksi berdasarkan Prioritas Produk dengan Metode Campbell, Dudek, and Smith pada Industri Garmen PT. Dwi Putra Perkasa Malang
Model Analisa Jaringan Pelabuhan Ikan Studi Kasus Pantai Utara Jawa Timur - Nama Pembimbing/Promotor 1. Prof. Dr. Ir. Pratikto, MMT 2. Taufiq Basjry, ST, MMT
1. Dr. Ing. Ir. Setyo Nugroho
2. Ir. Tri Achmadi PhD -
38
C. Pengalaman Penelitian dalam 5 Tahun Terakhir
No Tahun Judul Penelitian Sumber Pendanaan
Sumber* Jml(Juta Rp) 2012 Membangun Investasi Produktif
Jaringan Pelabuhan Ikan Jawa Timur
Penelitian Hibah bersaing
36.250.000
2013 Optimasi Perambatan Pelapisan Proses Chromming Untuk Meningkatkan Kualitas Kekerasan Dan Ketahanan Korosi Baja St 40
Penelitian dosen pemula 15.000.000 2014-2015
Pengkajian, Pembuatan Dan Produksi Box Speaker Dari Material Komposit Berbasis Polimer Dengan Reinforcement Limbah Media Tanam Jamur Penelitian kompetensi Peneliti anggota 2 100.000.000
D. Pengalaman pengabdian kepada Masyarakat dalam 5 tahun terakhir No Tahun Judul pengabdian kepada
Masyarakat Sumber Pendanaan
Sumber* Jml(Juta Rp)
2014-2015
IbM Menciptakan Tempat Kerja yang Sehat Untuk Industri Rumah Tangga “Nodes” Pewarnaan Variasi Motor Di Pasuruan
Dikti 50.000.000
E. Publikasi Artikel Ilmiah dalam jurnal 5 tahun terakhir
No Judul Artikel Ilmiah Nama Jurnal Volume/Nomor/Tahun
F. Pemakalah seminar Ilmiah (Oral Presentation) dalam 5 tahun terakhir
No
Nama Pertemuan Ilmiah/Seminar
Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat Seminar
Nasional
Fakultas Teknik
Membangun Investasi Jaringan Pelabuhan Ikan Jawa Timur
28 September 2013 Seminar Nasional Fakultas Teknik Universitas
39 Universitas Muhammadiyah Sidoarjo Sidoarjo Seminar Nasional Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Sidoarjo
Analisa Pengaruh Variasi Temperatur Proses Pelapisan Nikel Khrom Terhadap Kualitas Ketebalan Dan Kekerasan Pada Baja ST-40
28 September 2013 Seminar Nasional Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Sidoarjo International Conference on Green Technology Universitas Negeri Semarang Optimization Of Temperature Coating To Get Best Quality Thickness Of Steel ST 40
3 September 2014 Universitas Negeri Semarang
G. Karya buku dalam 5 tahun terakhir
No Judul Buku Tahun Jumlah
Halaman
Penerbit
H. Perolehan HKI dalam 5 tahun terakhir
No Judul / Tema HKI Tahun Jumlah
Halaman
Penerbit
I. Pengalaman merumuskan kebijakan Publik/Rekayasa Sosial lainnya dalam 5 tahun terakhir
No Judul/Tema/Jenis Rekayasa Sosial lainnya yang telah diterapkan
Tahun Tempat
Penerapan
Respon Masyarakat
J. Penghargaan dalam 10 tahun terakhir ( Dari pemerintah, asosiasi atau institusi lainnya)
40
Penghargaan
41
Biodata Peneliti Anggota a. IdentitasDiriIndetitasDiri :
1 Namalengkap (dengangelar) Indah Sulistiyowati,ST, MT
2 JenisKelamin Perempuan
3 JabatanFungsional -
4 NIK 210400
5 NIDN 0704027405
6 TempatdanTanggalLahir Malang,04 Februari 1974
7 E-mail indah_sulistiyowati@yahoo.co.id 8 NomorTelpon/ HP 081336776068
9 Alamat Kantor Jl. Raya Gelam 250 CandiSidoarjo 10 NomorTelpon / Faks 0318921938
11 Lulusan yang telahdihasilkan S1 = 15, S2 =0, S3 = 0 12 Mata Kuliah yang diampu 1. Kalkulus
2. Fisika
3. Sistem Kontrol 4. Dasar Sistem Kontrol 5. Matematika Bisnis 6. Metode Numerik b. RiwayatPendidikan S-1 S-2 S-3 NamaPerguruanTinggi UniversitasMuhammadiyah Malang ITS Surabaya
BidangIlmu TeknikElektro TeknikElektro
TahunMasuk-Lulus 1993-1998 2000- 2003 JudulSkripsi/Tesis/Disertasi PerancangandanPembuatan Robot DuaDerajatKebebasan PerancanganKontroller Knowledge Base UntukPengaturanPosisi Robot Scara Pembimbing
Ir. Ermanu AH, MT Dr Ir. Rusdianto E, MT
c. PengalamanPenelitiandalam 5 tahunterakhir
No. Tahun JudulPenelitian Pendanaan
Sumber Jml (JutaRp) 1. 2013 IbM Pembuatan dan pelatihan robot houvercraft mini
bagi siswa SD da SSMO Muhammadiyah 11 Kec. Krembangan Surabaya untuk meningkatkan skill ipteks di bidang maritim
Dikti
2. 2014 IbM Minuman Sari Tebu Dikti
3. 2014 Penelitian Dosen Pemula:
PengembanganInstrumentasi Phonocardiography Secara Wireless
42
DalamMendeteksiLebihDiniKelainanJantungManusia
d. PengalamanPengabdianKepadaMasyarakatdalam 5 TahunTerakhir No. Tahun JudulPengabdianKepadaMasyarakat Pendanaan
Sumber Jml (JutaRp) 1. 2011 Tim Pengawas UN SMA/MA dan
SMK
2. 2012 Tim Pengawas UN SMA/MA dan SMK
e. PublikasiArtikelIlmiahDalamJurnalalam 5 TahunTerakhir
No. JudulArtikelIlmiah NamaJurnal Volume/
Nomor/Tahun 1.
f. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation) dalam 5 TahunTerakhir No. NamaPertemuanIlmiah /
Seminar
JudulArtikelIlmiah Waktudan Tempat g. KaryaBukudalam 5 TahunTerakhir
No. JudulBuku Tahun JumlahHalaman Penerbit
h. Perolehan HKI dalam 5–10 TahunTerakhir
No. Judul/Tema HKI Tahun Jenis Nomor P/ID
i. PengalamanMerumuskanKebijakanPublik/RekayasaSosialLainnyadalam 5 TahunTerakhir No. Judul/Tema/JenisRekayasaSosialLainnyayang TelahDiterapkan Tahun Tempat Penerapan Respon Masyarakat
Semua data yang sayaisikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Dosen Pemula.
Sidoarjo, 29 April 2015 Anggota
Lampiran Artikel ilmiah / prosiding seminar
Prosiding SNTT FGDT 2016
REKAYASA INSTALASI POMPA UNTUK MENURUNKAN HEAD LOSS Edi Widodo1,*, Indah Sulistiyowati2
1,2,
Program Studi Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah Sidoarjo, Jl. Raya Gelam No. 250 Candi Sidoarjo Jawa Timur Indonesia
*
ediwidodo@umsida.ac.id
Abstrak
Kebutuhan pompa sangat luas dalam dunia industri dan rumah tangga. Dengan banyak jenis pompa yang beredar di pasaran penggunaan pompa disesuaikan dengan kebutuhan. Dengan luasnya penggunaan pompa dibutuhkan uji untuk mengetahui performa dari pompa. Pompa sentrifugal salah satu jenis pompa yang banyak dipakai dalam industri. Pompa sentrifugal merupakan salah satu jenis pompa pemindah fluida, dengan prinsip kerja mengubah energi kinetik (kecepatan ) cairan menjadi energi potensial (dinamis) melalui suatu impeller yang berputar dalam casing. Pada umumnya pompa dinilai memiliki kualitas yang bagus jika dinilai memiliki daya dorong yang kuat. Dalam istilah yang lebih umum disebut sebagai head pompa. Semakin tinggi head maka semakin baik kualitas dari pompa. Masyarakat awam menilai pompa yang baik jika memiliki daya hisap yang dalam dan memliki daya angkat/dorong yang tinggi. Melihat dari penilaian yang umum dipahami oleh masyarakat, diperlukan rekayasa untuk menaikkan daya angkat pompa dan kekuatan isapnya. Penurunan daya angkat pada pompa sering disebut head looss. Arti fisik dari head loss adalah kehilangan energi mekanik persatuan massa fluida. Satuan head loss adalah satuan panjang yang setara dengan satu satuan energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu satuan massa fluida setinggi satu satuan panjang yang bersesuaian. Head loss terjadi dengan adanya belokan pada pipa. Dengan semakin banyak belokan maka head loss yang terjadi semakin besar. Dengan penambahan tube flow conditioner head loss yang timbul dikurangi dengan mempertahankan tekanan dan menurunkan kecepatan aliran.
Kata kunci : head loss, performansi pompa ,rekayasa
1. PENDAHULUAN
Pemanfaatan pompa sangat luas dalam menunjang proses-proses produksi mulai dari industri besar sampai tingkat rumahan.Jenis pompa yang beredar di pasaran memiliki varian yang beragam, penggunaan pompa pun disesuaikan dengan kebutuhan. Bahkan bisa dikatakan kehadiran pompa tidak dapat dipisahkan dalam kehidupan industri. Dengan luasnya penggunaan pompa dibutuhkan uji untuk mengetahui performa dari pompa. Pompa sentrifugal salah satu jenis pompa yang paling banyak dipakai dalam rumah tangga. Pompa sentrifugal merupakan salah satu jenis pompa pemindah fluida, dengan prinsip kerja mengubah energi kinetik (kecepatan ) cairan menjadi energy potensial (dinamis) melalui suatu impeller yang berputar dalam casing.Pada umumnya pompa dinilai memiliki kualitas yang bagus jika memiliki daya dorong yang kuat dan daya hisap yang dalam. Dalam istilah yang lebih umum daya dorong pompa disebut sebagai head pompa. Semakin tinggi head menunjukkan tingginya daya yang dihasilkan pompa.
Melihat dari penilaian yang umum dipahami oleh masyarakat, diperlukan rekayasa untuk menaikkan daya angkat pompa dan kekuatan isapnya. Penurunan daya angkat pada pompa sering disebut head looss. Arti fisik dari head loss adalah kehilangan energi mekanik persatuan massa fluida. Satuan head loss adalah satuan panjang yang setara dengan satu satuan energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu satuan massa fluida setinggi satu satuan panjang yang bersesuaian. Perhitungan head loss didasarkan pada hasil percobaan dan analisa dimensi. Head loss terjadi dengan adanya belokan pada pipa. Dengan semakin banyak belokan maka head loss yang terjadi semakin besar.
Untuk mendapatkan performa yang baik pompa diperlukan rekayasa dalam mengurangi besar head loss pada pompa sehingga didapat daya dorong yang kuat.
Berdasarkan latar belakang di atas diperoleh rumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana merancang suatu alat uji performansi pompa yang dapat memberikan out put akurat dari daya yang dihasilkan
2. Bagaimana merancang instalasi yang memiliki efisiensi tinggi, untuk menekan adanya head loss pada pompa.
Prosiding SNTT FGDT 2016
Adapun tujuan penelitian ini sebagai berikut:
1. Mendapatkan rancangan alat uji performansi yang akurat dalam menentukan performansi dari pompa
2. Mendapatkan metode baru yang lebih efektif dalam mengadakan pengujian performa pompa 3. Mendapatkan model instalasi yang baik dalam menurunkan terjadinya head loss pada pompa. 3. METODE PENELITIAN
Metode eksperimental diaplikasikan untuk menentukan instalasi yang optimal dalam menurunkan head loss pompa. Rancangan instalasi pompa sebagai berikut:
Gambar 1. Instalasi pompa Komponen instalasi meliputi :
1. Reservoir
2. Emergency overflow 3. 5 buah katub
4. 4 buah manometer
5. 2 buah pompa sentrifugal dan peralatan pendukung 4. TAHAPAN PENELITIAN
Penelitian dilakukan sebagai berikut:
a. Pengujian head losses pada belokan pipa 1800tanpa pipa uji Pada pengujian ini tahapan yang dilakukan adalah sebagai berikut
1. Tahap Persiapan Pengambilan Data. Persiapan meliputi uji kelayakan dan uji teknis dari setiap alat yang akan digunakan. Meliputi uji ketepatan instalasi dengan desain rancangan penelitian, dan visibilitas peralatan
2. Tahap pengambilan data. Untuk Pengambilan data dilakukan pengaturan kesamaankecepatan aliran input dan out put, menghitung kecepatan fluida, mencatat kecepatan aliran air dan mencatat tekanan input dan output.
