MESIN - MESIN FLUIDA
POMPA �ENTRIFUGAL UNTUK PENGISIAN
X :>�''�-�;-AIR KETEL UAP
-- - - ;_> 'KAPASITAS : 40 TON UAP I JAM
TEKANAN : 12 BAR
SKRIPSI
Untuk rnemenuhi se�gian persyaratan
mencapaiderajatSa�ana�l Program Studi Teknik Mesin
Di(\jukan Oleh :
ARDIANSYAH
N!M: 99.813.0026
FAKOLTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MEDAN AREA ME DAN
2"003
\����%_j { i''( l
·�,.�;�� �j
UNIVERSITAS MEDAN AREA
w .�· �·. ���.-,�·""--
,.;II '� ';:'f· I j. ��,• f'l�
. MESIN " MESIN FLUIDA
�< �r���z�. � .
POMPA CENTRIFUGAL UNTUK AIR KETEL UAP PENtii �� :SJ � i : �, � � J
KAPASIT AS : 40 TON UAP I JAM TEKANAN : 12 BAR
OLEH :
ARDIANSYAH
NIM: 99.813.0026
Menyetujui, Komisi Pembimbing
PEMBIMBIN
(
ITION, MSc) (lr. SYAFRIAN LUBIS)
Mengetahui, ·
RAMDAN, MENG.
� Sc)
UNIVERSITAS MEDAN AREA
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah S WT yang maha kuasa atau segala berkat dan anugerah yang diberikan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan program satjana (SI), pada jurusan Teknik Mesin Fakultas Tekntk, Universitas Medan Area.
Adapun tugas yang diberikan kepada penulis yaitu Pompa Centrifugal Untuk Pengisian Air Ketel Uap, kapasitas 40 ton uap per jam dan tekanan 12 bar
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis berusaha semaksimal mungkin untuk mendapatkan basil yang lebih baik. Meskipun demikian, penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna dan masih ada kekurangan-kekurangan yang perlu diperbaiki.
Untuk itu penulis dengan tulus menerima saran maupun kritik yang sifatnya membangun babri kesempurnaan tugas akhir ini. Pada kesempatan ini, penulis ingin mcngucapkan terirna kasih yang sangat mendalam kepada orang tua serta seluruh keluarga yang selama ini selalu mendorong dan membantu saya baik secara moril dan materil. Juga acapan terima terima kasih penulis kepada;
1. Bapak Drs. Dadan Ramda.n, M.Eng.M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik� Universitas Medan Area.
2. Bapak.Ir.H. Amirsyam Nasution, MT., selaku ketuajurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik, Universitas Medan Area.
II
'·
3. Bapak Ir.A.Halim Nasution, Msc., selaku pembimbing utama dalam penulisan ini.
4. Bapak Ir.Syafrian Lubis, selaku dosen pembimbing II.
5. Bapak/ibu Staf pengajar dan seluruh pegawai di fakultas Teknik, Universitas Medan Area.
6. Rekan-rekan mahasiswa dan teman-teman yang telah berpartisipasi dalam penyelasaian tugas akhir ini.
Semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi dunia pendidikan. Penelitian dan pelatihan� serta apa yang kita cita-citakan mendapat anugerah dari ALLAH yang maha kuasa, Amin.
Medan, April 2003 Penulis
Andriansyah NfM: 99.813.0026
UNIVERSITAS MEDAN AREA
Nama
No.STAMBUK MATAKULIAH SPESIFIKSI
Diberikan tanggal Selesai tanggal
Agenda No :3931/FT-JM!TN2002 Diterima Tgl : 7-2-2002
Paraf
TUGAS RANCANGANff\JGAS AKHIR : ARDIANSYAH
: 99.813.0026
: MESIN-MESIN FLUIDA
Rencanakanlah sebuah pompa untuk pengisian ketel uap
yang dapat mengbasilkan uap 40 ton/jam dan tekanan 12
bar. Perencanaan mehputi :
1. Pemilihan jenis pompa 2. Perhitungan jenis utama
3. Jenis dan daya motor penggerak 4. Gam bar teknik pompa
: 7-2-2002
Koordinator Tugas Sarjana
Medan, 7-F ebruari 2002 Dosen embimbi
f
(Ir.H.Amirsyam Nasution, MS\;.) DAFTARISI
DAFTAR lSI
KAT A PENGANT AR .... ... .. ....... ... ...... .. .... _ _ _ _ .... .... .... . . .. .............. . . . . 11
SPESIFIKASI TUGAS... 1v
DAFT AR GAMBAR ........................................... -... v
DAFT ART ABEL... .. . .. . . .. .. . .. . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . .. .. . .. . . .. .. .. .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. IX DAFT AR ISTILAH... .. . .. . .. . .. . .. . . .. .. . .. . .. . .. . .. . .. . . .. .. . . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. . .. .. .. X BAB I PENDAHULUAN . ...................................... . . .............. ·. . .. .. . .. ... . .. . . . .. 1
J. La tar Belakang .... . .... .. ... ..... ... .. .. _ .. _ .... . ..... ........... _ .. . . .. ... ... ] 2. Pemilihan Judul... .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . .. .. . .. . .. .. . .. .. . .. . .. .. .. .. . .. .. .. . 2
3. Tujuan Perancangan... ... ... ... ... ... ...... . ...... .................... 2
4. Ruang Lingkup Perancangan... .... . ....... ....... .... ..... ... ...... 3
BAB II TINJAUAN PUST AKA 1. Pengertian PompA... 4
2. Klasifikasi PompA... 4
3. Pemilihan Jenis Pompa... 9
BAB III SPESIFIKASI POMP A DAN MOTOR PENGGERAK 1. Kapasitas Pon1pa... .... .. .. . .. . .... . .. .. .. .. . . .. .. .. .. .. . .. . .. .. .. . .. . .. .. 12
2. Jumlah Pompa... 14
3. Head Po1npa... 14
4. Tekanan pada drum ketel dan dearator... . .... .... . .... . 19
UNIVERSITAS MEDAN AREA Vl
5. Head Statik . . . . .. . . ... ... .. . . .. . . 20
6. Perhitungan Daya.... .. .. . . ... ... . . .. . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. .. .. .. . . .. 2 1 7. Daya Motor Penggerak... 22
8. Putaran Spesifik... 23
9. Spesifikasi Hasil Perencanaan dari perhitungan ... . ...... ..... ........ 25
BAB IV PERHITUNGAN KOMPONEN-KOMPONEN UTA_l\IIA 1. Dia1neter Poros ...................... ...... ..... ........ ...... 27
2. Ukuran-Ukuran Impeller... 29
3. Perhitungan Sudu-sudu... 39
4. Jarak sudu ................................ ......... ............ 39
· 5. Melukis Bentuk Sudu ....................................... 40
6. Perhitungan Difuser... ...... . .. . .. . . ... . . . ... . . . .. . . .. . .. .. . .. .. .. .. . . . .... . . . 45
BAB V GA YA AKSIAL DAN BANT ALAN 1. Besar Gay a aksial . . . . .. . . .. .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . 57
2. Cara mengatasi gaya aksial... 59
3. Puratan Kritis... 60
4. Bantalan ................................................... 66
5. Pasak... 70
BAB V1 SISTEM PENGAMANAN DAN PE1'v1ELIHARAAN POMPA 1. Sistern Pengamanan ........... :... 73
2. Pemeliharaan ............. ... . ... 75
Vll
BAB VU Kesimpulan . . . ... ... .. . . .. ... ... ... ... . ... .. . . . ... .. .. . .... 78 DAFT AR PUST AKA . .. ... . .. .. ... .. .... .. .. .. ... ... .. .. . .. .. .. .. .. .. . ... 82 LAMP IRAN... 83
Vlll
UNIVERSITAS MEDAN AREA
DAFT AR GAMBAR
Gambar 2. 1 Impeler jenis radial... ... 6
Gambar 2.2lmpeler jenis Francis... 7
Gam bar 2.3 lmpeler jenis ali ran campuran.. ............... ... ... ... 7
Gam bar 2.4 Impeler jenis Propeler... .... .. . .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. 8
Gambar 2.5 Impeler jenis... 9
Gambar 4.11.Jkuran Impeler... 29
Gam bar 4.2 Po ligon Kecepatan pada sis] masuk impeller. ........................ 40
Gambar 4.3 Po ligon Kecepatan pada sisi keluar impeller. .. ... ... ... .. ... . .4 5 Gambar 4.4 Lukisan sudu ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... .49
Gambar 4.5 Lukisan sudu diffuser.. ... ... ... ... ... ... ... ... ... 62
Gam bar 5.1 Poms ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 67
Gambar 5.2 Behan terbagi rata sepanjang poros ... ... .. ... 71
Gambar 5.3. Beban terpusat. .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .. ........ 72
DAFTAR TABEL
Tabellll.l. Hasil kecepatan pada sisi keluar (outlet) . . . ..... . . . .... . . ... . . . .... . . .42 Tabel III.2. Hasil perhitungan sudu impeller ... . ... . . ... . . , . . . . ... . . . ... . . .4 7 Tabel lll.3. Hasil perhitunganpenampang . . . .4 8 Tabel IV.l. Hasil perhitungan sudu impeller. ... ... ... 61 Tabel V.I. Hasil perhitungan berat impeller.. .... . . ... . . ... . . .... . . ... . . ... . 69
UNIVERSITAS MEDAN AREA
DAFTAR ISTILAH
Simbol Nama Satuan
A luas penampang mm2
B luas bantalan mm-.,
b lebar laluan mm
b lebar pasak mm
c beban dinamis kg
Co beban statis kg
D diameter mm
Do diameter sisi lal uan mm
D1 diameter sisi masuk impeller 111111
D2 diameter sjsj keJuar jmpe!ler mm
Dh diameter hubungan mm
Ds diameter poros mm
E modulus e]astisitas kglmm2
Fa gaya aks.ial kg
Fr gaya radial kg
Fe factor korelasi
Fh factor utama
F koefisien gesekan
G gaya,..gaya pacta poros kg
UNIVERSITAS MEDAN AREA
l. Latar Belakang Masalah
BAB I PENDAHULUAN
Energi ada!ah sesuatu yang sangat dibutu.!Jkan dalam kehidupan sehari-hari, oleh karena itu pendayagunaannya perlu terns dikembangkan untuk meningkatkan
basil guna dan tepat guna. Hukum kekekalan energi mengatakan bahwa "'energi tidak dapat diciptakan dan energi tidak dapat dimusnahkan''. Hal ini mengandung arti bahwa energi hanya mengalami perubahan dari satu bentuk enerb>i ke bentuk energi yang lainnya. Oleh karena itu kita harus mengupayakan penggunaan energi yang telah ada, agar dapat dimamfaatkan untuk kesejahteraan manusia.
Salah satu pemamfaatan sumber energi, dapat ditemui pada penggunaan ketel uap. Dalam hal ini ketel uap berfungsi sebagai alat konversi energi, dalam hal ini energi kimia yang tersimpan dalam bahan bakar dimamfaatkan menjadi energi
potensial dalam bentuk uap yang dihasilkan.
Ketel uap mengunakan air sebagai i1uida, sebagai media untuk merubah bentuk energi panas menjadi enerb>i potensial uap_ Dengan demikian dalam sistim ketel nap diperlukan sebuah pompa untuk pengisian air pene;'Umpan ke dalam ketel tersebut.
Pompa pengisi air ketel perlu dipllih dengan tepat, agar pengoperasian ketel uap dapat berjalan dengan lancar dan efisien. Dalam kaitannya dengan hal tersebut penulis ingin merencanakan pompa yang akan dif,'Unakan untuk pengisian air pengumpan keteL
UNIVERSITAS MEDAN AREA
2. Alasan Pemilihan Judul
sebagai berikut :
a, Pompa ini dapat digunakan secara luas, baik dalam kehidupan sehari- hari maupun dalam keperlua..'l dalam industri.
b. Mudah dalam pengoperastan, sehingga pampa sangat banyak digunakan.
c. Jumlah putaran bervariasi sehingga kemungkir.an dapat digerak:lr....an langsu..'lg oleh berbagai jenis alat penggerak mula, seperti elektro motor, turbin, ataupun alat penggerak lainnya.
d. Konstruksinya sederhana. sehingga biaya perawatannya murah
3. Tujuan Perancangan
hal yang in gin dicapai dalam perencanaan ini yaitu:
a. Memilih pompa yang sesuai untuk pengisian air pengumpan t'..etel uap,
b. Menentukan komponen�komponen utama dari pompa tersebut, seperti, menghitung ukuran komponen-komponen utama, menentukan daya dan jenis motor penggerak, putaran pompa dan motor penggerak, dan
sebagainya.
UNIVERSITAS MEDAN AREA 2
DAFTAR PUSTAKA
!.Church, A,. H.,1986, Pompa dan Blower Centrifugal, Erlangga,Jakarta.
· 2.Gaffert, G.,A, Steam Power Station, four edition Mc.Graw Hill Book,
Company. Inc, Tokyo.
3. Karassik, I.,J.,Pump Hand Book, second edition, Me. Graw Hill Book, New York.
4. Khetagurov, M.,1972, Marine Auxilary machinery and systems, Translate from the Rusian by Nicholas Weinstein, Peace publishers, Moscow.
5. Dietzel, F., 1988, Turbin, Pompa dan Kompressor, Erlangga, Jakarta 6. Gilles,R.,V., 1984, Mekanika Fluida dan Hidrolika, Erlangga Jakarta.
7. Sularso dan Tahara, Pompa dan Kompressor,Pemilihan, Pemakaian dan Pemeliharaan, PT. Pradnya Pramita, Jakarta.
8. Sularso dan Suga,K.,l983, Dasar Perencanaan dan Pemilihan elemnen Mesin, PT.Pradnya Pram ita, Jakarta.
9 . Diesel, Fritz,Sriyono, D., 1990, Turbine, Pompa dan kompressor, Erlangga.
Jakarta.
10. Bianchi, l.,W.,P.,and Bustraan, P.,1983, Pompa, Pradnya Pramita, Jakarta.
11 . Stefanoff, A, J., 1962, T<low Pump Design and Application, second Printing
UNIVERSITAS MEDAN AREA 82
I. At1PIRA N I - . . -· ....
---:��- - F.
--
-
--- -·--- ----NOTE: I< J[CflEASI;S \'IIlii
INCREASING Wf\1.1. TIIICI<t�[SS or PIPE AI,ID nOUNOII·JG Of EOGES
-�nEGUl.I\R
90ft EllSCI\EWED 1<1,_·��-�r� •. 0 0.6 c - : . - � ·- : :.. � - ·-:. : : :: : ll�� rrt- I
0.�0.5 I 2 •1
.---�-�-1-l �-=.ri--r
L I N [·· I< 0 (1 -I
� �j--- -l
- -. · -· ---·-··--�=.J"]
FLOW . · - - · j ·-· -�-·- ·i·
O.G l� �L -' -�'C_:__J.
0 0.� 'J.S ' I � s 1----
0.8-
l�
-�lj� -��-·
-�
-�-:�: �-r
scnEvtEL'-"#-
-
� 11
·--- -;·-,�
· -. LONG
" .
•. nADIUS
-- .t ��- S90•
C
nE W E OELL
K0.6:: 0.'1 0. 3 -·-· - . ..
·. : _ ---·-__ --·:·.:: _ . _ . TEE BnAIKH FLOW I< 3 :; . . . ::=:.--: .:i
·:=-\
2 -·--I
_L._, .. - I , i
" .. ---... -·- -:,-· -.0:- .:.:....::_, _J.
- -� . I 0. 2 �:.:.: � . J . = - ·_ � :.. .0 0.':-0.:J I 2 <1 D 0.�0�
-__
�-�-" -�-c-�u-N-�
...�6-�<- o::f ����mn f�!� -��l- �.\'���- 1<: � : �ei:E\]1_[\t:J
� ��\
go· eLl-o.zl§JJflJ]j
·- -I · · · · o.G=t�l� 1�\�
.'1.:�2.ll������-o U IS I . 2 '1 G tO 2 0 . p I 2 '1 G 'CJ 2'
---
0.3
8
;:ll
>f3
·.:,�:. �--: �-::
FLANG�o· .�
--lTT]
-1
·::1
-. l-f�.�'· tr � \
' ln.oANOGI.US FLANGED l<o.2 -· -·. -� -� .. �j:
. =- � .: .TEE.
8111\t'lCii . I< I � ·::::; - -�
-IJ�:
-- .-::,-:;I : ·-·_::-:1
.. - . 1---- f7LOW O.\.) :;-_: :: � .
-: ��l-�����.::_-:;:
l- . - ... 9 0 • ELl 0 . I :: - - � � . - -= . 0. '1 - -· - - .. . . . 1- -]
I 2 <1 G 10 20 --- ··- -·-· .
.
---·---�.__ ____________ o _________ l_�_··_· ---�-- _· -�---�---·-�.:-�---:5�-- ;:.
II: I<--vl 2t) FEET 01- F! .JIU .
UNIVERSITAS MEDAN AREA
'·
•. • . .. . · . . . .
SA TUI. f{ PiWJA IVG S.17'CI.·IS /1/;'/1/& T:
..
) uail
I ;·.atd J fool
I _;, ,.,, /00/i/111111 J klfl
. , meta
I mil:ron I 111/Jtt.
·I naiL2 •
J ,.(ere J tq, )'Gtd
• /i61J)o11J1
• 5280 fr•·t .,. /,601} km.
J /ttl
• 0,9/.f IIICIU '
- I 2 ill(: II( I - )0/l,.f ,.,.
.. 2 J,.f """
• O,JOS 111(rl<t.
.. IOOO'uaclci ' •
•0,611 nail
• JOUU11,1111,
• J,OP./ .a•arJ.
• J,'JS I feet
• )9,)7itlc/HI
• 0,00/111111 - 0,0000) 9 ir.c/1 . .
•' J 96.9 ft/min..
.:-. 6{0Acrn
• 2�9 lf.cki:u
·--- -�!�.!.�''!·)·.�;dJ: l ; ·.
• - O,.f0.f7 /ld.tar
· • 9 �q. fat · -·o.SJ6m1
1 US LonJ tara'."" 12-IU lb:.
- lo16 ;.,.
US Short .. 1000 lbt.
If • ?O,l.kt.
• •J.po.r:nd·(l�/ � f.6,ounCCI0 •
'!'0 ,7,000 tt".l(OJI.•
.; 0,./54 • 0 kt . J CiUII<'C (ozJ "" 0006]5 p<JviiU
. .. -! 7 8J5 !.'·
),fl'llin ... :·--·:·6.r.8 m. l'·
..
. .
'1 kllorram ..
,I:rcm,,.'
. ..
J kc/m
- . .'0,002) Oull<'.:
�··.:. J . .rsi'>::fm
..
• IOOOJ.:r
• 0, 9 8.f/onr.fi.J"
]]05 lbs.
- J . : . '· 0 0 0 ''�'" .
?,.205 pou11d1
:-: JOOOnr.rr .. -
. I. . .
. ;. ';), 0o�J_527 . ... {J, n rrcins OU(lCC
- 0,672 lbt/{1
SATU,.t,N VOLU31F.;1 I cu. yc1J - '1 7 cr� feet
1 1q.' faa t-·-.-� ..... /·/� ·,�_: ... � ,.�-� ;. or ' 0 0 7 S j • 111 l ' • -, i I '
1/cl:aar
- o. 0 9 2 9 Ill l
• I 00 Jl�k!a;r
• 0,]861 tq. mil�
- 10.0001111 .. 2,.fll ,(�·r�l
cu. {oo,·.
cu. in cia
•· I 728 cu. ;"''"' :!S, J2 tiler
"' /6,19 tnm3 I Imp. ratio" -· 2 77 . .f cu. ;,,t,u
"" ./,55-lircr
- /.000,0(1U 11(1111 us CaliOII D v,SJJ ''"P· tcllvll
• {,I 96 tq . . •·arrJ1 - J. 7S5 liur
" /0,76J'l.f«t· - 2)/c.u.in.-lon
�----�==���---L---
I
UNIVERSITAS MEDAN AREA
--
....
LAHPIRA N --1
. I 11.1'. _ :". JJ.VVO /(.lln/troi•o.
•; JJOft.lbJ{H'C
� '76,01 J:.(,III/Ucl.
• 0, 7 .:6Kh1 - 1.01 I O.K. m:tri�·
I U.K. 111orik J O.K. uoc.trik � )2.550 ft.llnf"oin-
I Kkalfkt
1 ·-Kkal/m l J Ki:.alfml
I K J:ai .
I /.'. .m
•· 5o/l ft.lbt{uc
£. 7;. k>.mfchtil:
� 0�7 J5 Kh'
u ·c. Hoi U.P.
., l,cDTU/Ib
•• 4,J87X!fJ:t.
•• 0. J IN lJTU/cu.(t
•1./8:' K!/ml
•• 0,)6117 BTU/Jt;.{t
�· 4.1 S� A:Jfml . ., 4 2 7 I:J:.11l
1/8 7 f1,,,/ton.no
•• 1/87Jouk
" 4 I e 7 lva·II.JCC 0,001161 Kl,'H
•• 0,00/582 OJ:,fc11•
" I lou/:
� I IV�u. uc
"' O.OOO])SS J.:J.:.;f
0,101 9 .: J:(.lll
·O.Or,,Ol7S ll'.:t, /am
.t · . ...
MTU-1 N l'cl :\'.� S IJ.�!!._!-_�1_!'!�.'::'
I
.)\','{
I K (,111
� . Jl12;f-lliFU
c 860 A.' k·ol
� J. 600.000 )c:�ol<
"' /,JS 0.1.·. iutll
J. -·>o. ooo lYe '"1on. '"·
u J.600.00C :1'oit.uc
- )67.00(1 k(.m
� 0, 0 0:? ).1 2 1\);"'
� 9, 81-!Yc lvlon. tn.
9,8/ Jo,/c
• J.SI l!'cll.scc - 0.002 724 ll'au.i�'"
0. JOOtJOJ 7 D 1\,io 111
ll'oil. jam "' 0, 8599 Xk.al
,I DK../a111
.)67 ;.:,111
# )600 Ncwtvn.rr:
HOO Joule
c )600 iVcfi.J<C 0,00/ /\WI!
... O.O,Oi!6.DJ:)cm
6J2. 1 •1\t,�
2 70.000 K !·"' l.650.000 h'.lll
� 7.650.0001ottl:
� 0.7J6.J:il'l/
I