Pompa Sentrifugal Untuk Sirkulasi Air Pendingin Udara Dari Tekanan SCREW Compresor Kapasitas 330 m3/Jam

(1)

·'

SKRIPSI

0 l

e

h:

^·

MOERTHI SUDIRMAN No. Stb: 98.813.0034

JURUSAN TEKNIK MESIN F AKUL TAS TEKNIK UNIVERSITAS MEDAN AREA

M E D A N

2002

(2)

POMPA SENTiliFUGAL lJN'fUI( S ll l l( U LA S I Ail�

PENDINGIN UDAllA DAill l'EI(ANAN SCREW COMPllESSC l(APASI1'AS 330 M 3 /JAM

Sl(l�IPSl

oleh :

MOERTHI SUDIRMAN No Stambuk.: 98.813.0034

Telah

dipcriksa dan clisctujui

p<tda

Seminar tnnggal

J 1

Agustus

2002.

.. Pembancling II

( Ir. Chairudclin )

UNIVERSITAS MEDAN AREA

(3)

POMPA SENTRIFUGAL UNTUK SIRKULASI AIR

PENDINGIN DARI TEKANAN SCREW COMPRESSOR KAP ASIT AS 330 M3 I JAM

oleh:

MOERTHI SUDIRMAN No Stambuk.: 98.813.0034

Menyetujui : Komisi Pembimbing Dosen Pembimbin y Dosen

( Ir. A. Halim as ) �n MSc)

Tanggal Lulus :

(4)

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah swr yang telah memberikan Rahmat dan Hidayahnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

Tugas skripsi ini adalah bagian dari Sistim Kredit Semester (SKS) yang harus diselesaikan oleh ..

Mahasiswa dan merupakan syarat untuk mengakhiri program pendidikan Strata 1 ( Sl ) pada jurusan mesin Fakultas Teknik Universitas Medan Area.

Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis melakukan observasi di Pabrik peleburan Aluminium Kuala Tanjung Sumatera Utara.

Atas bimbingan yang diberikan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas sarjana ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada Bapak Ir. A. Halim Nasution, MSc dan Bapak Ir . Amirsyam NC)sution, MT.

Penulis menyadari sepenuhnya bahw^a scba9ai rnanusia tidak luput dari l<esalah<m, rnilk(l

pada

kesempatan ini penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari pembaca untuk kesempurnaan perencanaan ini.

Semoga kiranya tulisan ini berguna dan bermamfaat bagi penulis dan para pembaca sekalian.

Medan, 29 Juli 2002 Penulis

�_d

MOERTHI SUDIRMAN No. STB ^:98.813.0034

UNIVERSITAS MEDAN AREA

(5)

N A M A NO. STAMBUK MATA KULIAH SPESIFIKASI

Diberikan tanggal Selesai tanggal

UNIVERSITAS MEDAN AREA FAKUL TAS TEKNIK

JURUSAN MESIN

AGENDA No. :412 I FT I JM ITAI 02 Diterima Tgl. : 03 I 04 I 2002 P a r af

TUGAS RANCANGAN I TUGAS AKHIR

: MOERTHI SUDIRMAN : 98. 813. 0034

: MESIN-MESIN FLUIDA

: - Rancanglah sebuah Pompa yang digunakan untuk sirkulasi air .

pendingin udara kompresor pada pabrik peleburan aluminium yang mempunyai kapasitas produksi 225.000 Ton batangan aluminium per tahun

- Sumber air

- Garnbar penampang pampa.

: 03 April 2001 : 03 Sept 2001

Medan, 05 Juli 2002 Dosen Pembimbing

( Ir. A.Halim Nasution. MSc )

Koordinator Rencana Sarjana

( Ir. Amirsyam Nasution, MT)

(6)

DAFTAR lSI

Halaman Judul

. . .

Hal am an Pengesahan

^.. . . . . .. . .. . . . . . . .. . . .. . . .. .. . .. . .. . .. . .. . . .. .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. 11 Kata

Pengantar ...

^. . ... IV

Surat Tugas ...

^. ^{. ' .}

.

^.. . . ..^......^{. .}.... . . ......^{. . .}.^{. . .} ^v Daftar

lsi ...

. ... VI

BAB-I

BAB-Il

BAB-III

PENDAHUUJAN .

I. I

Penggunaan Pompa

.

!.2.

Pemakaian Udara

^.

1.3.

Surnber

^Air

... . ... . . ...... . . ... . . .... . . ... . .

. . ... ....... . ........ . ...^{. . .}..^{. .}.^{. .}.. . . .. ' .

.

^.^.^.

.

^...^{. .}.^.._._{. . . .}..^{. . .}^.. . . ...^...

.

. . . .

.. . . ' . . . ..^{. . .}.^{. . .}.^{. . . .}.^..^{. . . .}^.^{. . .}...^..^{. .}.^{. .}..^{. .}.. · · ·

PENGENALAN MESIN-MESIN FLUID A ... 4 II. I.

Klasiflkasi Mesin-rnesin Fluid a

^{. . . .} ^{. .}.. ...^....^..^{. . .}..^.^.^..^{. .}...^...^{. . .}.^{. . .}. -. 4 II.2. P

o

^m

p a

^.. . .. . . . .. . . .. . . . .. .. .. .. . .. . . .. .. . .. .. .. .. . .. . .. . .. . .. . . .. .. . 5

113. P�rbandingan Pompa lorak dan

Pompa Sentrifugal

^{. .}.. .. .. . .. . .. . .. .. 0 II.4.

Pompa Sentrifugal .

^.^..^{. . .}...^....^{. .}.^{. .}...^....^{. . .}.^..^{. .}..^{. .}..^...^.. ^.

PENENTUAN KAPASITAS POMPA ... .

III. I.

Peralatan

^..^..^.^.^.^.^.^{. .}^.^{' ' .}^.. . . ...... . . ... . . ..^.....^{. .}.^{. . . .}.^{. .}. . III.2.

Perneriksaan Kapasitas Pompa ... ...

^{. .} IJI.J. Pt:rt.:ncanaan Jumlah'datt 1\.apasitas Pompa ..

\'I

7

10 10 12 16

(7)

BAB-IV

BAB-V

BAB-VI

PERH1TUNGAN HEAD POMPA ... ... ^. 17 IV. I. Rencana Instalasi dan Sistim Pemipaan ^{. .}.. .. .. .. .. . .. . . .. . . .. . . .. 17 IV.2. Perhitungan Head Statis Pompa .. .. .. .. . .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. 20 IV.3. Perhitungan Head Loss Pipa !sap (Sektor-A) .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. . .. . 20 IV.4. Perhitungan Head Loss Pipa Hantar (Sektor-B) . . . 23 1V.5. Perhitungan Head Loss Pipa Distribusi (Sektor-C)... ... . .. 26 IV.6. Perhitungan Head Loss pada Pipa Balik (Sektor-D) .. .. .. .. .. .. .. ... 30

PEM1LIHAN POMPA ... . . . . ..^..^... . . .....^..^.^..^. V.I. Daya Poros dan Efisiensi Pompa ... .^. V.2. Pemilihan Penggerak Mula ... ^. V.J. Pemilihan Putaran dan Jenis Pompa ... . • • ' • • • • • 0 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

V.4. Pemilihan Pompa clan Spesifikasinya ... ... ^. 33 33 34 36 39

DISAIN POMPA . . . 4 1 VI. 1. Dimensi Utama Pompa Sentrifugal . . . ... . . .. �... 41 VI.2. Diameter Poros . . .. . . .. . .. . . .. .. .. .. . . .. .. . .. .. .. .. . .. . .. . .. .. . .. .. .. ... 4 1 VI.J. Ukuran Impeller . .. . .. . .. .. .. . .. .. . .. . .. .. .. .. .. .. . .. . .. .. .. . .. .. .. . . .. ... 44 VI.4. Jumlah dan Pitch Sudu ... . . . . · · · ..^.^{. .}^. 52 VI.S. Macam-macam Sudu ... : ... 5 3 VI.6. Mernbentuk Lengkungan Sudu . . . . .. .. . .. . . . . . . . .. . .. . .. . .. . . .. . . . .. . . .. 55 VI. 7. Lebar Sudu pada berbagai Jari-jari .. .. . .. .. .. .. .. .. . .. . .. .. .. .. .. .. .. ... 59 VI.8. Rumah Pompa . . . .. 61

VII

(8)

..

BAB-VII GAY ^{A AKSIAL}. . . , . . . 69

VII.l. Gaya Aksial yang terjacli ^{. . .}.^... . . .._{. . . .}._{. . . . .}._..^{. . . .}^.^..^{. . .}^.^..^{. . .}...^.^.^. ⁶⁹

VIL2. Cara Mengatasi Gay a Aksial ^{. .}.. .. .. .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. .. .. .. .. .. . . .. . 71

BAB-VIII PERHITUNGAN KOMPONEN-KOMPONEN POMPA... 75

BAB^-IX BAB-X BAB-XI VIII. I. Berat Impeller... ^... . .. .. .. . .. . .. .. .. . .. . .. .. .. .. ... .. .. .. 75

VIII.2. Ukuran dan Berat Poros . . . . .. . . . .. . .. . .. . . .. .. . . .. .. . .. . .. . . .. .. . . .. .. . 77

VIII.3. Putaran Kritis ^.. .. .. .. . . .. .. . .. .. .. . . .. . .. .. .. .. .. . .. . .. .. .. .. .. .. .. .. .. 82

VIII.4. Pa s a k ^.^... .. .. . .. .. . . .. . .. .. . . .. .. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. . .. . .. .. .. .. . . ... 84

VIII.5. Bantalan dan Pelurnasan ^{. .}. .. . .. . . .. .. . .. .. . . .. .. .. . .. .. . . .. .. . .. . . .. . .. 87

KARAKTERISTIK POtv!P A ... ^. ⁹²

KAVITASI PADA POMPA ..._{. . . . .}..... . . ... . . ... . . ... . . . 97

X.l. ^Kavitasipad a Pompa ^.. . . .. . .. . .. .. . . .. .. . . .. . . . . .. .. . . .. .. . . . . . .. .. . .. . . .. 97

X.2. Penccgahan Kavitasi . . . ... ... . . . ... . . . ... ... ... .. . ... . .. .. . ... ... . 98

X.3. Pemeriksaan Terhaclap Kavitasi ... . . 90

KESIMPULAN I RJNCKASAN . . .. . . ...._{. .}._{. . . . .}.._.._{. .}._{. .}._{. .}._{. . . .}.. . 101

LAMPIRAN . ... . _{. .} . ... 104

VIII

UNIVERSITAS MEDAN AREA

(9)

•

I. I. Penggunaan Pompa

BAB-1 PENDAIIULUAN

Pompa yang akan direncanaf;an bakal cligunakan untuk rnensuplai air pendingin udara yang dihasilkan olch sepuluh buah Screw Compressor. Compressor diopernsikan untuk memenuhi kcbutuhan udara tekan pa^cla sebuah pabrik peleburan aluminium yang mempunyai kilpasitns t crp:l S illlg 225.000 Toll batangan a!ttnliniunl per tahtln. Comprcss01 ditciiiJlatbll p;1\h sebuah rua11gan khusus yang berukuran 14m x 26m x 7,5m ... . . . . . . . . . . . Lit-1, _Hal-263

Uclara tekan yang clihasilkan ol^ch Compressor dialirkan ke pabrik dengan menggunakan p1pa. Pabrik-pabrik yang menggunakan _udara tekan dapat dilihat clenganjelas pada diagram _alir_{u c}lara tekan.

(

Lihat Garnbar-1)

I. 2. Pcmakaian U(Lira Cornpn'ssor·

Kegunaan utama dari uclara tckan aclalah untuk mendinginkan tungku rcduksi

,

dan

mengoperasikan peralatan-peralatan _yangada pada pabrik pencetakan anoda karbon, dapur pemanggang

,

pabrik pcnangkaian anoda

,

pabrik pencetakan batangan aluminium

,

pembersihan gas buang dan lain sebagainya

I. 3. Sttmber Air

Scpcni lazi^mny^;t pabrik pckbur;trl

;tlilllJiniurn

_dan_pabrik_bcsar_l_a_i_n_ny_a

,

mcrnpunyai instalasi penje mih air

(\vatcr treatment

plant) Sumber air bcrasal clari air sungai

,

yang clialirkan �c unit instal;tsi pcnjcrnih air clcngan mengg_unakan

(10)

Ganlbar-1. DIAGRN..-1 ALIR UDARA COMPRESSOR

P ^-28 P ^-2A CT ^-1

--·

c -1! C -1G C -1E C -1C

= , - l

- �

\

!- � .. � - -�__)_ - tf:

��-- ---

'

-

!

--

I ·:

^T ·r

.

•r I ., I

C -1 H C -1F

CD

_�^Fnt

@

_�^Socood

@

^�st9(>--

G)

C - 10

IQ)!�

®

^{lrW Co:W}

..

®

Wr� Cooilr

®

C-1A

C-18

.·j )o�-��

I ·I� I.

I �

�1�1

Q-een

COI>peued�

--- �Wd«

--- �

(11)

DAFT AR LlTERA TUR

..

l. Design Fabrik- Sumitomo Shoji Kaisha LTD. Hitachi LTD.

Utility Supply Facilities- Technical Spesitication, SMM-UT-00-0100 2. Perpindahan Kalor (Heat Transfer) J.P. Holman, lve Jasjfi

3. Industrial Pipe Work=> Pipe work design data D.N.W. Kentish

MC.Graw- Hill Book Company

(UK)

Limited Maiden Head- Berr Shire- England 4. Austin. Church. Zulkifli Harahap

Pompa dan Blower Sentrifugal

5. Sularso- Haruo Tahara, Pompa dan Kolllpressor PT. Pr^adⁿya Para111ita, Jakarta I ens

6. TR. Bangsa- SC. Shama, Hydraulic Machine, Khana Publisher, Delhi 6

7. Sularso- 'Kiyokatsu Suga, Dasar-dasar Perencanaan Pemilihan Elemen, PT. Paradnya

Paramita, Jakarta 1981

8. A.J. StepanofT Phd, Centrifugal and Axial Flow Pump

John Wiley & Sons, Inc. New York 1957 9. ^· ·General Catalog SKF 4000

K

^VE

Reg. 47.24.000. 1994- 12

Printed in ceremony by Ceber + f3uckmann Grafische . Betriebe GMBH

-.

(12)

ii

0.015

Compictc turb-ulence V cry rou�!! pip<:-s ·

0.010

l) c:

0.009

ll.O•>

0.008 0 \l(··

0.007 0 ()·��

- 0 Ol' �

=·"'

0.006 ^�'-'

0 oc:

Rou�ll pii'L'S

.:= "

� 0.00 ' _-

- 0.005 '-'

0 OG ·· '-' �

E u 8.00(,3 '-'

'-' -· 0 00(·"

� 0.004 0.00(-'

0 ooc:

O.OOC I 5

0.003 0 0001

0.00006 0.000:)..:

0.00002 0.0001) 1

0.002

1 o3 2 3 4 5 6 8 I 04 ^� 3 4 5 (, 8 I 0� 3 4 5 1> X I 06 3 4 5 (> X. 107

Rl'ynolds "'""'"" udpfp

Fig. 2.4. Relationship Dt'lll't'<'ll R�pwlds nwnbt•r. pip<' roughness, ami frictioll factor.