PERANCANGAN POMPA SENTRIFUGAL DENGAN KAPASITAS
100m
3/jam DAN HEAD POMPA 44m UNTUK SUPLAI
AIRBAROMETRIK KONDENSER
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk memenuhi Syarat Memperoleh Gelar SarjanaTeknik
NIM : 070421019 ISKANDAR PAMELA
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
PERANCANGAN POMPA SENTRIFUGAL DENGAN KAPASITAS
100m
3/jam DAN HEAD POMPA 44m UNTUK SUPLAI
AIRBAROMETRIK KONDENSER
NIM : 070421019 ISKANDAR PAMELA
Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi
priode ke- 172, pada Tanggal 29 Februari 2012
Diketahui / Disyahkan : Diketahui oleh:
Departemen Teknik Mesin Dosen Pembimbing,
Fakultas Teknik USU Ketua
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
PERANCANGAN POMPA SENTRIFUGAL DENGAN KAPASITAS
100m
3/jam DAN HEAD POMPA 44m UNTUK SUPLAI
AIRBAROMETRIK KONDENSER
NIM : 070421019 ISKANDAR PAMELA
Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi
priode ke- 172, pada Tanggal 29 Februari 2012
Pembanding I, Pembanding II,
Ir.Tulus B.Sitorus,ST,MT
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala karunia dan rahmat-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini.
Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan untuk memenuhi syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Skripsi ini adalah “Perancangan Pompa Sentrifugal Dengan Kapasitas 100m3 /jam dan Head Pompa 44m untuk Suplai Air Barometrik Condenser.
Selama penulisaan laporan ini penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada :
1. Kedua Orang tua saya yang telah memberikan segala dukungan moril dan materil, juga kepada Abang dan Kakak ipar saya yang telah memberi semangat untuk dapat menyelesaikan tulisan ini.
2. Bapak Ir. Tekad Sitepu. selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan arahan, bimbingan, nasehat, dan pelajaran berharga hingga Skripsi ini dapat terselesaikan.
3. Bapak Dr.Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin.
4. Seluruh Staf Pengajar pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi dan seluruh pegawai administrasi di Departemen Teknik Mesin.
5. Bapak Hendra, Pak iyan, Bang Begeng, Pak Rajak, Bang Iman, Bang Dani, Bang Acmal, Kak Imei, yang membantu saya dalam menyelesaikan skripsi ini.
7. Seluruh Karyawan Oleo Khususnya Maintenance yang telah banyak membantu juga dalam penyelesaian skripsi ini
Akhir kata, semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan dapat dilanjutkan oleh rekan-rekan mahasiswa lain.
Medan, April 2012 Penulis,
Iskandar Pamela
ABSTRAK
Air merupakan salah satu komponen terpenting dalam proses yang terjadi pada industri oleochemical dan untuk mengirimkan air dalam jarak dan jumlah tertentu diperlukan suatu alat yang disebut pompa. Direncanakan pompa dirancang untuk memompakan air dari Cooling Water
ke Barometric Kondenser dengan tekanan 2,5 sampai 3 bar dengan suhu 300 , Barometric
condenser merupakan suatu condenser yang berguna sebagai media pendingin yang dibutuhkan pada suatu proses destilasi. Untuk memenuhi maksud tersebut, maka dirancanglah suatu pompa yang mampu memompakan air dari Cooling Water ke Barometric condenser hingga mencapai tekanan 2,5 sampai 3 bar. Perancangan pompa ini menyangkut sistem perpipaan yang dilayani oleh pompa. Dari sistem ini dirancang spesifikasi pompa yaitu Head, kapasitas, putaran pompa, tipe dan lain sebagainya. Perancangan pompa ini dilanjutkan dengan penetapan ukuran-ukuran dimensi dari bagian utama pompa seperti impeller, rumah pompa, dan poros pompa sehingga mampu bekerja dengan baik. Rancangan ini juga menghitung berapa daya motor penggerak yang harus disediakan untuk mengoperasikan pompa tersebut.
DAFTAR ISI
ABSTRAK……….………….i
DAFTAR ISI………...……….ii
DAFTAR TABEL ……….………viii
DAFTARGAMBAR ………...………...ix
DAFTAR NOTASI………...………...x
BAB I PENDAHULUAN…………...……….1
1.1.Latar Belakang Masalah………..……….. 1
1.2.Maksud dan Tujuan Perancangan………... 2
1.3.PembatasanMasalah ……….………. 2
1.4.Manfaat Perancangan……… 2
1.5.Sistematika Penulisan………. 3
BAB II LANDASAN TEORI ………4
2.1 Pengertian Pompa………4
2.2 Klasifikasi Pompa………...4
2.2.1. Pompa Pemindahan Positif……….4
2.2.2. Pompa Pemindah Non Positif……….6
2.3. Pompa Sentrifugal………...6
2.3.1. Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal………...7
2.3.2. Klasifikasi Pompa Sentrifugal……….. 8
2.4. Putaran Spesifik……… ……….. 10
2.5.1. Tinggi Energi Potensial (Z)……….………10
2.5.2. Tinggi Energi Kinetik……….…11
2.5.3. Tinggi Energi Tekan………..………….11
2.6. Kavitasi………..12
2.7. Net Positive Suction Head ( NSPH )……… 13
2.7.1. NPSH yang Tersedia………..14
2.7.2. NPSH yang Diperlukan……….15
2.8. Hambatan / Rugi – rugi (Losses)………...16
2.8.1. Pipa Lurus………..16
2.8.2. Perubahan Penampang Pipa………...18
2.8.3. Sambungan – sambungan Pipa………..18
2.9. Menentukan Kecepatan Rata – rata Saluran………..19
2.9.1. Pada Pipa Isap………19
2.9.2. Pada Sisi Tekan………..19
2.10. Menentukan Jenis Impeler Pompa………20
2.11. Perhitungan daya Pompa………..20
2.11.1. Daya Pompa ( whp )……….20
2.11.2. Daya yang Dibutuhkan……….20
2.12. Ukuran – ukuran Utama Pompa………21
2.12.1. Diameter Poros Pompa………..21
2.12.2.1. Diameter Naaf Impeler………21
2.12.2.2. Diameter Mata Impeler………...21
2.12.2.3. Kecepatan Keliling Sisi Masuk Impeler………..22
2.12.2.4. Sudut Sisi Masuk………23
2.12.2.5. Segitiga Kecepatan Sisi Masuk Impeler……….23
2.12.2.6. lebar Impeler Pada Sisi Masuk ………..24
2.12.3. Sisi Luar Impeler……….………..24
2.12.3.1. Diameter Luar Impeler………24
2.13.3.2. Kecepatan Keliling……….24
2.12.3.3. Kecepatan Radial………24
2.12.3.4. Sudut Sisi Keluar………25
2.12.3.5. Segitiga Kecepatan Sisi Keluar………..25
2.12.3.6. Lebar Impeler pada Sisi Keluar………..26
2.12.4. Jumlah Sudu….……….………26
2.12.5. Jarak Sudu Sisi Masuk……….……….26
2.12.6. Tebal Sudu..….……….……….27
2.12.7. Melukis Bentuk Impeller……….………..27
2.12.8. Perhitungan Rumah Pompa………….………..28
2.12.8.1. Radius lidah tongue ………28
2.12.8.2. Sudut antara tongue toritis dengan tongue actual…………..28
2.12.8.4.Sudut rumah pompa……………..……….……29
BAB III SPESIFIKASI POMPA ………30
3.1 Kapasitas aliran ………..30
3.2Kecepatan aliran dan diameter pipa ………32
3.3Perhitungan Head pompa .………..35
3.4Head Statis ………..………..36
3.5Kerugian Head Sepanjang pipa instalasi………...36
3.5.1. Kerugian Head Mayor ………36
3.5.1.1 Head losses sepanjang pipa isap …..………36
3.5.1.1 Head losses sepanjang pipa tekan ………..37
3.5.2. Kerugian Head Minor ………38
3.6Head Tekanan ………...……….39
3.7Head Total Pompa ………..……….39
3.8Daya Pompa …………..………..40
3.9Putaran Pompa ………40
3.10Penentuan Putaran Spesifik dan Jenis Impeller .………..41
3.11 Daya Porao Pompa ………..………42
BAB IV UKURAN – UKURAN UTAMA POMPA ………43
4.3.4. Kecepatan Keliling Sisi Masuk Impeller………..45
4.3.5. Kecepatan Sisi Masuk Impeller ……….46
4.3.6. Sudut Sisi Masuk Impeller ……….46
4.3.7. Lebar Susu Sisi Masuk ………..46
4.3.8. Diagram Kecepatan Sisi Masuk Impeller………..47
4.4Sisi Keluar Impeller ………...47
4.4.1. Diameter Luar Impeller ...……….47
4.4.2. Sudut Sisi Keluar Impeller ……….48
4.4.3. Kecepatan Keliling Sisi Luar Impeller………..48
4.4.4. Lebar Susu Sisi Keluar ………48
4.4.5. Diagram Kecepatan Sisi Keluar Impeller………..49
4.5Jumlah Sudu ………….……….50
4.6Jarak Pembagi Sudu …….………...51
4.8Melukiskan Kelengkungan Impeller……….51
4.9Perhitungan Rumah Pompa ….……….55
4.10 Sudut Antara Tongue Teoritis dan Tongue Aktual ……….55
BAB V KESIMPULAN . ……….….………...56
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klarifikasi Pompa Sentrifugal 8
Tabel 2.2 Sifat – sifat Fisik Air 15
Tabel 3.1 Koefisien Kerugian Gesek pada Pipa Tekan 38
Tabel 3.2 Harga Putaran dan Kutubnya 40
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pompa Torak untuk Campuran Lumpur, Minyak dan Air 5
Gambar 2.2 Pompa Uap Gerak Langsung 5
Gambar 2.3 Pompa Rotasi Roda Gigi 5
Gambar 2.4 Pompa Sentrifugal Rumah Keong, Pompa Difuser, dan Pompa Turbin 6
Gambar 2.5 Penampang Pompa Sentrifugal Satu Tingkat 7
Gambar 2.6 Aliran Fluida pada Pompa Sentrifugal 8
Gambar 2.7 Tinggi Tekan pada Sebuah Pompa 12
Gambar 2.8 Hubungan Antara Koefisien Kavitasi dan Kecepatan Spesifik 13
Gambar 2.9 Diagram Modi 17
Gambar 2.10 Hubungan Kecepatan Sisi Masuk Izin dengan Kecepatan yang Dibutuhkan dan
Putaran Pompa 22
Gambar 2.11 Segitiga Kecepatan Sisi Masuk 23
Gambar 2.12 Segitiga Kecepatan Sisi Keluar 25
Gambar 3.1 Instalasi Pompa yang Digunakan 35
Gambar 4.1 Diagram Kecepatan Sisi Masuk Impeler 47
Gambar 4.2 Diagram Kecepatan Sisi Keluar Impeler 49
DAFTAR NOTASI
SIMBOLKETERANGAN SATUAN
A Luas Penampang Pipa m2
b1 Lebar Impeller Pada Sisi Masuk mm
b2 Lebar Impeler Pada Sisi Keluar mm
Di Diameter Dalam Pipa mm
ds Diameter Poros mm
Dh Diameter Hub mm
D1 Diameter Mata Impeller mm
D1 Diameter Sisi Masuk Impeller mm
D2 Diameter Sisi Keluar Impeller mm
G Gravitasi m/s2
hLf Head Losses Sepanjang Pipa m
Hp Head Pompa m
U1 Kecepatan Tangensial Sisi Masuk Impeller m/s
U2 Kecepatan Tangensial Sisi Keluar Impeller m/s
V Kecepatan Aliran Pada Pipa m/s
Vr1 Kecepatan Radial Masuk Impeller m/s
Vr2 Kecepatan Radial Keluar Impeller m/s
