Analisa Performance Pompa Sentrifugal Terhadap Kapasitas Aliran

Gratis

107
433
70
2 years ago
Preview
Full text

KATA PENGANTAR

  Oleh karena itu dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan kritikan dan saran yang membangun dari berbagai pihak yang konstruktif demikesempurnaan skripsi ini. Dikesempatan ini penulis tidak lupa pula ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada kedua orang tua penulis dan abangda Positron Bangun serta Akhir kata penulis berharap Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan bagi pembaca sekalian.

DAFTAR NOTASI

A Luasm b 2 1 U Kecepatan tangensial aliran fluida masuk m/det 2 V Volume mKecepatan tangensial aliran fluida keluar m/det W 3 Kecepatan relatif aliran fluida pada sisi masuk impeller m/det Kg/mKecepatan relatif aliran fluida pada sisi keluar impeller m/det ρKerapatan fluida /det r Jari – jari lengan gaya mmt Waktudetik β 2 1 Sudut masuk aliran fluida β 2 Sudut keluar aliran fluida ηρEffisiensi pompa % U 3 R Panjang tuas yang bekerja m 2 1 D 1 bLebar impeller pada sisi masuk mm 2 C Lebar impeller pada sisi keluar mm 1 C Kecepatan mutlak aliran fluida masuk sudut impeller m/det 2 D u Kecepatan absolute komponen tangensi m/det Diameter sisi masuk impeller mm Q Kapasitas aliranm 2 F Gaya KgDiameter sisi keluar impeller mm g Percepatan gravitasi m/det H Tinggi kenaikanm 2 m Massa FluidaKg Mt Momen torsiKg mm n Kecepatan putaran impeller rpm Ni Daya mekanik pompa WNd Daya hidrolik pompa WP Tekanan statis N/mPd Tekanan keluar pompa mm Hg 2 Ps Tekanan masuk pompa mm Hg

1 W

  Pompa Tekanan Dinamis Pompa sentrifugal adalah termasuk kedalam jenis pompa tekanan dinamis,dimanapompa jenis ini memiliki impeller yang berfungsi untuk mengangkat fluida dari tempat yang rendah ketempat yang lebih tinggi atau dari tekanan yang lebih rendah ke tekanan yang lebihtinggi. Fluida yang keluar dari impeller ditampung oleh saluran yang berbentuk volute mengelilingi impeller dan disalurkan keluar pompa melalui nosel,didalamnosel kecepatan aliran fluida diubah menjadi head tekanan.

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang

  Pompa Tekanan DinamisPompa sentrifugal adalah termasuk kedalam jenis pompa tekanan dinamis,dimana pompa jenis ini memiliki impeller yang berfungsi untuk mengangkat fluida dari tempatyang rendah ketempat yang lebih tinggi atau dari tekanan yang lebih rendah ke tekanan yang lebih tinggi. Dalam proses untuk pengaturan kapasitas dari suatu instalasi pompa atau perubahan karakteristik (pengaturan dengan pembukaan katup) dapat dilakukan,tetapi halini berlaku bila penyimpangan kapasitas yang dibutuhkan dari kapasitas nominal hanya berlaku dalam waktu yang singkat,dan bila daya yang dibutuhkan mesin penggerakpompa pada kapasitas yang lebih kecil menjadi makin turun (berkurang dan tidak bertambah naik).

1.2. Perumusan masalah

  Mengingat penelitian yang sudah dilaksanakan dan masalah yang telah teridentifikasi,untuk itu perlu adanya perumusan masalah tersebut. Maka perumusanmasalah tersebut adalah : Hubungan antara Kapasitas,head total,effisiensi, dan performa Adapun tujuan umum dari penelitian yang dilakukan adalah : 1.

1.4. Manfaat Penelitian

  Manfaat dari hasil penelitian yang dilakukan antara lain yaitu ;Menghasilkan alat uji yang nantinya dapat dipergunakan secara praktis oleh peneliti-peneliti lain,dan menghasilkan informasi-informasi yang bermanfaat berkaitandengan pengaruh kapasitas terhadap performance pompa guna menghasilkan effisiensi pompa. Dan juga dapat menjadi model peraga dalam pengajaran agar nantinyamahasiswa lebih memahami teori pompa sentrifugal dengan praktek langsung menggunakan alat uji.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Mesin Fluida

  Hal ini merupakan hasileksperimen yang telah dikaji pada percobaan – percobaan yang tidak terhitung jumlahnya dengan mempergunakan berbagai jenis fluida dan bahan. Gradien kecepatan du/dyjuga dapat dibayangkan sebagai lapisan yang bergerak relative terhadap lapisan yang berdekatan, dalam bentuk differensialnya :adalah merupakan hubungan antara tegangan geser dan laju perubahan bentuk – bentuk sudut aliran fluida satu dimensi, faktor keseimbangan µ disebut viskositas.

2.2. Pompa

Seperti telah dijelaskan terdahulu, pompa adalah mesin fluida yang digunakan untuk mengalirkaan fluida inkompresible ( tidak mampu mampa ) dari suatau tempat suction pipe ) dan pipa tekan ( discharge ) yang secara keseluruhan juga tentang pemompaan ( pumping system ).

2.2.1. Klasifikasi Pompa

  Pompa Putar ( Rotary Pump ) Pompa rotary terdiri dari rumah pompa yang diam dan mempunyai roda gigi, baling – baling, piston, nok ( cam ), segmen, sekrup da lain sebagainya yang beroperasisentrifugal, pompa rotary akan menerapkan cairan, mendorongnya melalui rumah pompa yang tertutup, hampir sama dengan piston pompa torak. (a) (b) (c)Gambar 2.4.(a) Pompa aliran radial, (b) Pompa aliran aksial, (c) Pompa aliran campuran Jadi prinsip kerja dari pompa tekan dinamis adalah dengan mengubah energi mekanis dari poros menjadi energi fluida, dan energi inilah yang menyebabkanpertambahan head tekanan, head kecepatan, dan head potensial pada fluida yang mengalir secar kontiniu.

2.2.2. Kavitasi Pompa

  Jika pompa mempunyai head total yang berlebihan maka pompa akan bekerja dengan kapasitas aliran yang berlebihan pula sehingga kemungkinan akanterjadinya kapitasi menjadi lebih besar karena itu head total pompa harus ditentukan sedemikian hingga sesuai dengan yang diperlukan pada kondisi operasiyang sesengguhnya. Pompa yang bahannya sebagian brons mempunyai rumah yang terbuat dari besi cor, impeller, rumah cincin ( casing ring ) dan selongsong ( bila dipakai ) dari brons.

2.3. Pompa Sentrifugal

  Pompa sentrifugal dan instalasi pompa (sistem pemipaan, katup, dan lain-lain) adalah merupakan 2 buah sistem yang bekerja sama dan saling mempengaruhi.. Dari garis pada diagram h – q pompa sentrifugal, yang sebagai garis karakteristik pompa atau juga garis peredaman ( hasil pengaturan pembukaan katup ) yang diketahuiketergantungan kenaikan h terhadap kapasitas q.

1 B

  Sewaktu keadaan tidak tetap ( H statik yang kecil ) P yang perlu 3 akan dapat lebih besar dari P , bila diperhatikan dari sisi instalasi pada suatu kapasitas dari sisi yang perlu 1 instalasi pada suata kapasitas V 3 tinggi kenaikan yang dibutuhkan hanya H B3 . Pengaturan dengan katup ( throttle ) terutama pada pompa radial harus hati-hati menggunakannya, karena meningkat keadaan hidrauliknya seperti yang ditunjukan olehgambar karakteristik pompa, bahwa pengaturan dengan sistem pengaturan katup adalah yang paling cepat untuk diijinkan guna dipakai, tetapi hal ini terutama berlaku bilapenyimpangan kapasitas yang dibutuhkan kapasitas nominalnya hanya berlangsung Gambar 2.6.

2.3.1. Cara Kerja Pompa Sentrifugal

  Gambar 2.7. Bagian dari pompa sentrifugal 1 lebar sudunya b 1 .

3 Q = kapasitas aliran (m /det)

  Segiitiga kecepatan aliran fluida masuk impeller Dari titik 1 ( pada gambar 2.7 ) fluidamengalir ke bagian belakang dari sudu impeller yang melengkung, supaya mendapatkan paenghantaran dan pengaliran yang baikmaka jumlah sudu impeller harus tertentu, karena adanya gaya sentrifugal pada sudu impeller. 2 Kecepatan keliling impeller pada sisi keluar U 2 adalah : dimana : W 2 = kecepatan relative aliran fluida pada sisi keluar impeller 2 = sudut keluar aliran fluida βUntuk pompa sentrifugal sudut impeller yang berguna adalah 15 – 30 maksimum sampai 50 .

2.3.3. Persamaan Utama Pada Mesin Arus Aliran Fluida ( Persamaan Euler )

  Langkah demi langkah pada waktu melalui impeler dimana :M = m/t x (( r 2 x C 2 u ) – ( r 1 x C 1 u )) = m x (( r 2 x C 2 u ) – ( r 1 x C 1 u )) Dimana : M = momen puntir ( kg / mm )M = massa fluida ( cairan ) r = r2 = panjang tuas yang bekerja (m) 1 C 1 u = C 2 u = kecepatan absolute komponen tangensial ( m/det ) Momen puntir ini akan mendapat daya sesuai dengan daya yang diberikan porosP = M x ω, dimana ω = adalah kecepatan sudut. P = m x ( r 2 x C 2 u – r 1 x C 1 u ) Dimana : P = daya yang diperoleh poros Dan dengan r xω = U = kecepatan keliling, persamaan diatas disederhanakan kepersamaan utama Euler.m Dimana : U 1 = kecepatan tangensial aliran fluida masuk ( m/det ) U 2 = kecepatan tangensial aliran fluida keluar ( m/det ) Kerja spesifik Y (dalam satuan SI adalah Nm/kg ) adalah kerja mekanis dari poros yang dipindahkan fluida, kerja tersebut menghisap dan memompakan massa fluida cair.

2.3.4. Hubungan Tingi Kenaikan H dengan Kerja Spesifik Y

  Antara tinggi kenaikan H (m) dengan kerja spesifik Y ada hubungannya yaitu :Y = g x H Dimana : g = percepatan grafitasi ( m/det )H = tinggi kenaikan ( m )Y = kerja spesifik Keterangan :Dari persamaan Ueler ini didapat pengertian bahwa kecepatan dari suatu fluida yang dipompakan tidak diperhitungkan. Demgam demikian tinggi kenaikan pompa tidaktergantung kepada macamnya fluida yang dipompakan.

2.3.5. Kecepatan Spesifik

  Kecepatan spesifik adalah suatau istilah yang dipakai untuk memberikan klasifikasi impeller yang berdasarkan prestasi proporsinya tanpa memperhatikan ukuranaktual dan kecepatannya dimana impeller – impeller itu beroperasi karena kecepatan spesifik itu adalah merupakan proporsi impeller. Kecepatan dari impeller adalah konstanterhadap hal sederetan impeller – impeller yang mempunyai sudut – sudut dan proporsi yang sama atau untuk salah satu porsi impeller yang beroperasi pada sembarangkecepatan.

3 Dimana : n = putaran pompa ( rpm )

  Daya dalam satuannya yang sering digunakan adalah dalam kilowatt ( KW ) dan horse power ( HP ), merupakan besaran turunan yang dapatditentukan dengan menggunakan alat ukur daya. Sudah dibuktikan kalau suatau bendamelakukan gaya kepada benda yang lain maka benda kedua itu selalu melakukan gaya pula kepada benda pertama, yang sama besarnya dengan arah berlawanan, danmempunyai garis kerja yang sama.

2.3.10. Momen Torsi

  Besar dan efek yang ditimbulkan oleh suatau gaya pada suatau benda bergantung pada suatu letak garis kerja gaya itu, jadi pada gambar 2.10. n Daya : P = 2 .

BAB II I METODE PENELITIAN 3.1. Tempat dan waktu

  Penelitian ini dilakukan di laboratorium teknik program studi teknik mesin di Universitas Medan Area. Waktu penelitian dilaksanakan pada awal bulan Juni 2008 dan di akhiri pada pertengahan bulan agustus 2008.

3.2. Alat dan bahan

3.2.1. Alat

  Pompa sentrifugal yang digunakan pada penelitian ini adalah pompasentrifugal yang sering digunakan oleh masyarakat sehari-hari. Alat ukur tekanan digunakan untuk mengukur tekanan air masuk dan tekanan air keluar pada saat pengujian pengambilan data.

3.2.2. Bahan

  Elbow Elbow yang dipakai pada instalasi ini adalah elbow 90 biasa untu ukuran pipa ¾ inchi dan ½ inchi dan elbow 90 pada salah satu sisinya berulir untuk ukuran pipa inchi. Sambungan pipaInstalasi ini menggunakan sambungan pipa berulir, sambungan satu arah dan sambungan pipa tiga arah untuk ukuran pipa yang berulir satu sisi dan yang tidakmemakai ulir untuk ukuran pipa ฀ ½ inchi.

3.3 Rancangan Kegiatan

3.3.1. Persiapan Pendahuluan

  Setelah semua berjalan maka pencatatan dan pengujian dapat dilakukan dengan mencatat angka yang tertera pada alat ukur aliran air, tekanan isap (suction),tekanan keluar (discharge), dan putaran pada pompa. Setelah stopwatch menunjukkan pada posisi 00.000.00, gate valve (pengaturan pembuka katup) pada posisi yang telah ditentukan dan alat ukur laju aliran (waterflo meter) penunjukkan jarum alat ukur aliran tepat pada posisi 0, maka penelitian dimulai dan diakhiri pada saat penunjukkan kembali pada posisi 0.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, maka penulis mendapatkan data-

  Variasi kapasitas melalui pengaturan pembukaan katup mempengaruhi kinerja pada pompa tersebut, bertambah besar pengaturan pembukaankatup yang dilakukan maka hasil yang didapatkan pada besaran-besaran pompa akan semakin besar, dan bertambah kecil pengaturan pembukaaan katup yang dilakukan makahasil yang didapatkan pada besaran-besaran pompa pun akan semakin kecil. Pada saat percobaan pertama pembukaan katup pada posisi 60(variasi kapasitas 33.33 %) tekanan isap Ps (suction) yang terjadi pada pompa mengecil, pada saat percobaan kedua pembukaan katup pada posisi 30 (variasi kapasitas 66.67 %)tekanan isap (Ps) yang terjadi pada pompa lebih besar daripercobaan yang pertama, dan pada saat percobaan ketiga pembukaan katup pada posisi penuh 0 (variasi kapasitas100%) maka tekanan isap Ps (suction) pada pompa yang terjadi akan semakin besar.

4.3. Hasil analisa kecepatan air pada impeller

  Pada saat percobaaan pertama pembukaan katup diperkecil (60 ) maka kecepatan air masuk impeller yang terjadi akan semakin menurun, dan pada saat percobaan kedua pembukaan katup pada posisi (30 ) kecepatan air masuk impeller lebih besar dari percobaan impeller pada pompa. Dari grafik diatas pada percobaan pertama pembukaan katup pada posisi (60 ) kecepatan air keluar impeller menunjukkkan besaran angka yang semakin menurun, danpada saat percobaan kedua pembukaan katup pada posisi (30 ) maka kecepatan air keluar impeller lebih besar dari percobaan sebelumnya, dan pada percobaan ketiga pembukaan katup pada posisi(0 ), maka kecepatan air keluar impeller yang terjadi semakin besar.

4.4. Hasil analisa kapasitas aliran

  Pengaturan pembukaan katup yang berubah-ubah mempengaruhi nilai kapasitas aliran pada pompa dimana perbedaan tersebut dapat dilihat pada grafik perbandingan dibawahini: 0,00035) /s 30,0003m ( 0,00025n ra 0,0002li A 0,00015s a it 0,0001s ap 0,00005 aK 30 60 100Pem bukaan Katup (%) Gambar 4.5. Dari grafik diatas pada saat percobaan pertama pembukaan katup pada posisi (60 ) maka kapasitas aliran menunjukkan besaran angka yang semakin menurun, dan pada saat Dari uraian diatas dapat diketahui bahwa pembukaan katup akan mempengaruhi kapasitas aliran yang dibutuhkan, semakin besar pembukaan katup yang dilakukan makakapasitas yang dihasilkan akan semakin besar, dan apabila semakin kecil pembukaan katup maka kapasitas yang dihasilkan pun akan semakin kecil.

4.5. Hasil analisa daya pompa

  Peningkatan daya pompa terjadi apabila sesuai dengan kebutuhan kinerja pompa itu sendiri, adanya pengaturan pembukaan katup mempengaruhi daya pompa yangdihasilkan pada saat pompa bekerja. Grafik perbandingan antara pembukaan katup dan daya indicator Dari uraian diatas dapatlah diketahui bahwa semakin besar pembukaan katup yang dilakukan maka daya indikator pompa pun semakin besar (performance pompa semakinbesar), dan apabila pembukaan katup kecil maka daya indicator pompa yang dihasilkan pun semakin menurun (performance pompa semakin menurun).

2 H

  Pada saat percobaan pertama posisi pengaturan pembukaan katup pada posisi (60 ), daya pompa menunjukan persentase angka yang menurun, pada saat percobaan keduapengaturan pembukan katup pada posisi (30 ), daya pompa menunjukan persentase angka yang semakin naik dari percobaan sebelumnya, dan pada saat pengaturanpembukaan katup pada posisi (0 ), daya pompa menunjukkan persentaseangka yang semakin naik. Dari uraian diatas dapat diketahui bahwa apabila pembukaan katup diperbesar pembukaannya maka daya pompa yang dihasilkan akan semakin besar, dan apabilapembukaan katup diperkecil pembukaannya maka daya pompa yang dihasikan pun akan semakin kecil (menurun).

4.6. Hasil analisa effesiensi pompa

Sesuai dengan hasil eksperimen, effesiensi pompa menunjukkan adanya peningkatan, ini dapat dilihat pada grafik 4.8. dibawah ini: 120) 100% ( a 80p o P 60i s n 40ie is ff

20 E

  Dari grafik diatas hubungan perbandingan antara pembukaan katup dan effesiensi pompa menunjukan persentase angka yang semakin naik. Dari uraian diatas dapat diketahui bahwa semakin besar pembukaan katup yang dilakukan maka effesiensi pompa yang dihasilkan akan semakin besar, dan apabilapengaturan pembukaan katu kita perkecil maka effesiensi pompa yang dihasilkan akan semakin kecil.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan. Setelah dilakukan eksperimen yaitu menganalisis pengaruh kapasitas terhadap

  Pada saat pengaturan pembukaan katup pada pompa kita perbesar pembukaan katupnya maka daya indikator pompa yang dihasilkan pada saat pengujian akansemakin besar, dan apabila pengaturan pembukaan katup kita perkecil pembukaannya sampai (60 ), maka daya indikator pompa yang dihasilkan punakan semakin mengecil. Pada saat variasi pengaturan pembukaan katup pada pompa diperbesar pembukaannya maka daya pompa yang dihasilkan semakin besar, dan pada saatpengaturan pembukaan katup kita perkecil pembukaaannya sampai (60 ), maka daya pompa yang dihasilkan pada saat pengujian semakin kecil.

5.2. Saran

  Untuk kajian selanjutnya diharapkan dapat mengevaluasi pada alat ukur MomenTorsi dan alat ukur tekanan. Disarankan untuk pengujian selanjutnya yaitu dengan menambah By pass pada sisi tekan pompa (discharge) untuk mengetahui pengaruh kapasitas terhadapperfoma pompa.

DAFTAR PUSTAKA

  Turbin Pompa dan Kompresor. Pompa dan Kompresor.

Dokumen baru

Dokumen yang terkait

Analisa Getaran pada Poros Pompa Sentrifugal Sistem Penyambungan Kopling Sabuk untuk Monitoring Kondisi
12
86
121
Perancangan Pompa Sentrifugal dengan Kapasitas 100m3 /jam dan Head Pompa 44m untuk Suplai Air Barometrik Condenser
97
455
77
Analisa Performansi Pompa Sentrifugal Susunan Tunggal, Seri Dan Paralel
77
292
85
Uji Berbagai Diameter Selang Lilitan Terhadap Kapasitas Hasil Pada Pompa Air Semi Mekanis Bertenaga Semi Aliran Sistem Double Inlet
1
80
70
Sistem Kerja Pompa Sentrifugal Terhadap Keterpasangan Kopling Di Unit Pompa Pabrik Mini PTKI – Medan
7
98
71
Perancangan Instalasi Pompa Sentrifugal Dan Analisa Numerik Menggunakan Program Komputer CFD FLUENT 6.1.22 Pada Pompa Sentrifugal Dengan Suction Gate Valve Open 100 %
13
68
132
Perancangan Instalasi Pompa Sentrifugal dan Analisa Numerik Menggunakan Perangkat Komputer CFD Fluent 6.1.22 Pada Pompa Sentrifugal Dengan Suction Gate Valve closed 50%
9
80
120
Perancangan Instalasi Pompa Sentrifugal dan Analisa Numerik Menggunakan Program Komputer CFD Fluent 6.1.22. Pada Pompa Sentrifugal Dengan Suction Gate Valve closed 25%
12
108
153
Perancangan Instalasi Pompa Sentrifugal dan Analisa Numerik Menggunakan Program Komputer CFD Fluent 6.1.22 pada Pompa Sentrifugal Dengan Suction Gate Valve closed 75%
9
90
119
Analisa Perancangan Instalasi Pompa Sentrifugal Pada Putaran 1500 RPM Dengan Menggunakan Software CFD Fluent 6.1.22
20
116
102
Studi Eksperimental Fenomena Kavitasi Pada Pompa Sentrifugal Melalui Pengamatan Pola Aliran Yang Diinterpretasikan Terhadap Perilaku Sinyal Vibrasi
2
27
160
Analisa Performance Pompa Sentrifugal Terhadap Kapasitas Aliran
107
433
70
Perancangan Dan Pembuatan Rumah Pompa Sentrifugal Dengan Kapasitas 20 M3/ Jam Air Dengan Proses Pengecoran Menggunakan Cetakan Pasir
9
79
124
Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat
1
29
195
Perancangan Pompa Sentrifugal dengan Kapasitas 100m3 /jam dan Head Pompa 44m untuk Suplai Air Barometrik Condenser
2
2
16
Show more