Perancangan Pompa Sentrifugal dengan Kapasitas 100m3 /jam dan Head Pompa 44m untuk Suplai Air Barometrik Condenser

PERANCANGAN POMPA SENTRIFUGAL DENGAN KAPASITAS 100m3/jam DAN HEAD POMPA 44m UNTUK SUPLAI AIRBAROMETRIK KONDENSER
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk memenuhi Syarat Memperoleh Gelar SarjanaTeknik
ISKANDAR PAMELA NIM : 070421019
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
,
Universitas Sumatera Utara

PERANCANGAN POMPA SENTRIFUGAL DENGAN KAPASITAS 100m3/jam DAN HEAD POMPA 44m UNTUK SUPLAI AIRBAROMETRIK KONDENSER
ISKANDAR PAMELA NIM : 070421019
Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi priode ke- 172, pada Tanggal 29 Februari 2012

Diketahui / Disyahkan : Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU Ketua
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP. 196412241992111001

Diketahui oleh: Dosen Pembimbing,
Ir. Tekad Sitepu NIP.1952 1222 1978 031300

Universitas Sumatera Utara

PERANCANGAN POMPA SENTRIFUGAL DENGAN KAPASITAS 100m3/jam DAN HEAD POMPA 44m UNTUK SUPLAI
AIRBAROMETRIK KONDENSER

ISKANDAR PAMELA NIM : 070421019

Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi priode ke- 172, pada Tanggal 29 Februari 2012

Pembanding I,
Ir.Tulus B.Sitorus,ST,MT NIP.197209232000121003

Pembanding II,
Ir.Mulfi Hazwi M,sc. NIP.194910121981031002

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala karunia dan rahmatNya 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. 6. Teman-teman mahasiswa Mesin USU khususnya untuk stambuk 2007 yaitu Hermanto butar-butar, Amd. ,Erwin Ramadhoni, ST., Rahmad Sugiarto, ST., Jasran Hutagalung, ST., dan semuanya.
Universitas Sumatera Utara

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 NIM.070421019
Universitas Sumatera Utara

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.
Kata kunci : Pompa, Spesifikasi, Ukuran utama pompa
Universitas Sumatera Utara

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. Head………………………………………..………….………………………. 10
Universitas Sumatera Utara

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. Sisi Masuk Impeler…………………………………………………21
Universitas Sumatera Utara

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 2.12.8.3.Lebar Rata- rata tiap ring……………………………….…..29
Universitas Sumatera Utara

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

3.12Spesifikasi Pompa

…………….…………………………………….42

Universitas Sumatera Utara

BAB IV UKURAN – UKURAN UTAMA POMPA ……………………………………43

4.1 Diameter Poros Pompa

……………………………………………….43

4.2Diameter Hub Impeller

……………………………………………….44

4.3Sisi Masuk Impeller

…………………………………………………...44

4.3.1. Kecepatan pada sisi isap ...……………………………………….44

4.3.2. Diameter Mata Impeller …………………………………………44

4.3.3. Diameter Sisi Masuk Impeller …………………………………….45

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

4.7Tebal Sudu

………….………………………………………………...51

Universitas Sumatera Utara

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 LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 4.1

Klarifikasi Pompa Sentrifugal Sifat – sifat Fisik Air Koefisien Kerugian Gesek pada Pipa Tekan Harga Putaran dan Kutubnya Pembagian Lingkaran Kosentris

8 15 38 40 53

Universitas Sumatera Utara

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

Gambar 4.3 Kelengkungan Impeler

54

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR NOTASI

SIMBOLKETERANGAN

SATUAN

A Luas Penampang Pipa b1 Lebar Impeller Pada Sisi Masuk b2 Lebar Impeler Pada Sisi Keluar Di Diameter Dalam Pipa ds Diameter Poros Dh Diameter Hub D1 Diameter Mata Impeller D1 Diameter Sisi Masuk Impeller D2 Diameter Sisi Keluar Impeller G Gravitasi hLf Head Losses Sepanjang Pipa Hp Head Pompa hs Head Statis L Panjang Pipa T Momen Torsi M Massa Pp Daya Pompa N Putaran Pompa Ns Putaran Spesifik Q Kapasitas Pompa R Jari – Jari Sudu Lingkaran Impeller Re Bilangan Reynold t1 Jarak Antara Sudu s Tebal Sudu Impeller U1 Kecepatan Tangensial Sisi Masuk Impeller U2 Kecepatan Tangensial Sisi Keluar Impeller V Kecepatan Aliran Pada Pipa Vo Kecepatan Aliran Masuk Impeller

m2 mm mm mm mm mm mm mm mm m/s2 m m m m Nmm kg kW rpm rpm m3/s mm m mm m/s m/s m/s m/s

Universitas Sumatera Utara

Vr1 Kecepatan Radial Masuk Impeller Vr2 Kecepatan Radial Keluar Impeller Z Jumlah Sudu

m/s m/s -

Universitas Sumatera Utara

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.
Kata kunci : Pompa, Spesifikasi, Ukuran utama pompa
Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
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 Kondenser Bertekanan dengan tekanan 2,5 sampai 3 bar dengan suhu 300 , Kondenser Bertekanan merupakan suatu condenser yang berguna sebagai media pendingin yang dibutuhkan pada suatu proses destilasi. Untuk memenuhi maksud tersebut, maka dirancanglah suatu pompa yang mampu memompaka air dari Cooling Water ke Kondenser Bertekanan 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.
Pompa sentrifugal adalah jenis pompa yang sangat banyak dipakai oleh industri, terutama industri pengolahan dan pendistribusian air. Beberapa keunggulan pompa sentrifugal adalah: harga yang lebih murah, kontruksi pompa sederhana, mudah pemasangan maupun perawatan, kapasitas dan tinggi tekan (head) yang tinggi, kehandalan dan ketahanan yang tinggi.
Pada pompa sentrifugal energi mekanik zat cair ditinggalkan dengan aksi sentrifugal. Cairan terlempar tetap stabil akibat gaya sentrifugal. Zat cair yang masuk melalui sembungan isap yang konsentrikdengan sumbu suatu elemen putar berkecepatan tinggi yang disebut impeler (impeller), sehingga memiliki gaya kinetis yang tinggi.
Pompa sentrifugal yang digunakan dalam perancangan ini adalah pompa sentrifugal single stage yang terdiri dari satu impeller dan satu casing. Pompa sentrifugal ini mendistribusikan air dari reservoirisap (suction) ke reservoirtekan (discharge).
Universitas Sumatera Utara

1.2. Maksud dan Tujuan Perancangan Tujuan dari perancangan ini adalah agar mahasiswa dapat mengamati serta dapat
merancang sebuah pompa sentrifugal sesuai kebutuhan masyarakat dengan teori yang telah didapat dari perkuliahan.
Tujuan dari perancangan ini adalah : 1. Mahasiswa dapat menentukan spesifikasi pompa yang sesuai dengan kebutuhan instalasi. 2. Mahasiswa dapat menentukan ukuran dari komponen - komponen utama pompa sentrifugal
tersebut dan merancang pompa sentrifugal tersebut.
1.3 Pembatasan Masalah Pompa sentrifugal yang direncanakan akan digunakan pada proses pendistribusian air
bersih guna kebutuhan vessel barometric condensor. Sehubungan dengan hal tersebut, maka direncanakanlah sebuah pompa sentrifugal untuk memompakan air bersih dari reservoir isap (suction) ke reservoir tekan (discharge).
Pembahasan perencanaan ini, antara lain : a. Penentuan spesifikasi teknik pompa. b. Perhitungan ukuran - ukuran utama pompa.
1.4 Manfaat Perancangan Manfaat dari perancangan ini bagi pengembangan IPTEK adalah setelah mampu
menentukan spesifikasinya, kita juga pasti mampu merancang pompa sentrifugal yang sesuai kebutuhan.
1.5 Sistemattika Penulisan
Untuk memberikan gambagan yang jelas, maka penulisan ini mempunyai susunan sebagai berikut :
- Bab I Pendahuluan Pada Bab ini dijelaskan latar belakang masalah, tujuan penulisan, pembatasan masalah, manfaat perancangan, dan sistematika penulisan.
Universitas Sumatera Utara

- Bab II Landasan Teori Pada Bab ini adalah pembahasan teori pompa secara garis besar. Pengertian dan klarifikasi pompa, pompa sentrifugal, putaran spesifik, head, kavitasi, net positif suction Head (NPSH), rugi-rugi/hambatan, dan dasar-dasar perencanaan/perhitungan.
- Bab III Spesifikasi Pompa Pada Bab ini berisikan perhitungan dan penetapan rancangan yang direncanakan dengan menghasilkan spesifikasi pompa.
- Bab IV Analisa Perencanaan Bab ini merupakan analisa hasil perencanaan yang telah ditetapkan
- Bab V Penutup Bab ini berisi tentang hasil perencanaan pompa sentrifugal yang didapat dan saran tentang pengoptimalan kinerja pompa sesuai perhitungan dan analisa yang dilakukan
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara

BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Pompa Pompa adalah suatu mesin yang digunakan untuk memindahkan fluida dari suatu tempat
ke tempat lainnya, melalui suatu media saluran (pipa) dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung kontiniu. Pompa berfungsi mengubah tenaga dari suatu tenaga (penggerak) menjadi tenaga tekanan dari fluida, dimana tenaga ini dibutuhkan untuk mengalirkan fluida dari tekanan/tempat yang rendah ke tekanan/tempat yang tinggi .
2.2 Klasifikasi Pompa Berdasarkan cara pemindahan dan pemberian energy pada pompa dibagi menjadi dua
kelompok, yaitu : - Pompa Pemindah Positif (Positive Displacement Pump) - Pompa Pemindah Non Positif (Non Positive Displacement Pump)
2.2.1 Pompa Pemindah Positif Pompa pemindah positif adalah pompa yang digunakan untuk mengisi dan
mengosongkan volume tertutup secara bergantian. Pompa jenis ini dikelompokkan atas : - Pompa gerak translasi (Reciprocating) Pompa jenis ini mempunnyai silinder dan plunyer/piston yang dilengkapi katup masuk, yang akan membuka silinder ke dalam pipa masuk sewaktu melakukan langkah isap dan katup keluar yang akan membuka ke arah pipa keluar sewaktu melakukan langkah pengeluaran. Pompa bergerak menggunakan tenaga melalui poros engkol dan torak atau mekanisme sejenis atau gerak langsung yang digerakkan oleh uap atau gas/udara yang bertekenan.
Universitas Sumatera Utara

Jenisnya : pompa torak, pompa pluyer
Gambar 2.1 Pompa Torak untuk Campuran Lumpur, Minyak dan Air
(Hicks Edwards, Teknologi Pemakaian Pompa, hal.33)
- Pompa Uap dengan Gerak Langsung Pompa ini dikatakan demikian, karena piston uap dihubungkan dengan pompa piston melalui batang torak tanpa pergerakan engkol atau roda gila. Jenisnya : Steam ned of a duplex pump, pump neds
Gambar 2.2 Pompa Uap Gerak LangsungTurbin(Sumber;Fritz Deitzel, Turbin Pompa dan Kompresor,
hal.32)
- Pompa Bergerak Berputar (Rotary Pump) Pompa yang terdiri dari rumah roda gigi tetap (fixed casing) yang berisi roda gigi, ulir, vane, plunyer atau elemen yang sama dan digerakkan oleh perputaran poros. Jenisnya : pompa roda gigi, pompa lobe, pompa vane, pompa ulir dan pompa liquid ring.
Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.3 Pompa Rotasi Roda Gigi
(Hicks Edwards, Teknologi Pemakaian Pompa, hal.33)
2.2.2 Pompa Pemindah Non Positif Pompa pemindah non positif adalah suatu pompa dengan volume ruang yang tidak
berubah pada saat pompa bekerja. Energi mekanis secara kontinyu diberikan pada fluida sehingga fluida mengalami kenaikan kecepatan yang tinggi, energy kinetis yang terjadi pada fluida (kenaikan kecepatan), dirubah menjadi energy potensial sehingga fluida mengalami kenaikan tekanan.
Pompa pemindah non positif dikelompokkan atas : - Pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal merupakan pompa yang memanfaatkan gaya sentrifugal karena putaran pada fluidanya dan merubah menjadi energy tekanan (tinggi tekanan) Jenisnya : pompa rumah keong, pompa diffuser, pompa turbin
Gambar 2.4 Pompa Sentrifugal Rumah Keong, Pompa Diffuser dan Pompa Turbin(Sumber;Fritz
Deitzel, Turbin Pompa dan Kompresor, hal.5)
- Pompa Jet
Universitas Sumatera Utara

Pompa jet merupakan gabungan pompa sentrifugal dengan nozel jet atau penyembur pada pipa isap untuk membantu memperbaiki aliran di dalam pompa. 2.3 Pompa Sentrifugal Pompa sentrifugal adalah suatu jenis pompa pemindah non positif, dimana fluida memasuki impeller secara aksial didekat poros pompa dan mempunyai energi, baik energi potensial maupun energi kinetik yang diberikan oleh sudu-sudu. Di dalam impeller fluida mengalami percepatan. setelah itu fluida memasuki rumah pompa atau satu seri laluan diffuser yang mentransformasikan energi kinetik menjadi tinggi tekanan (head) diikuti dengan penurunan kecepatan.
Gambar 2.5. Penampang Pompa Sentrifugal Satu Tingkat( Fritz Deitzel, Turbin Pompa dan Kompresor,
hal.244 )
Universitas Sumatera Utara

2.3.1 Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal Daya dari motor diberikan kepada poros pompa untuk memutar impeller, menggerakkan
zat cair yang ada di dalam impeller. Karena timbul gaya sentrifugal maka zat cair mengalir dari tengah impeller keluar melalui saluran diantara sudu-sudu. Head tekanan zat cair menjadi lebih tinggi. Kecepatan bertambah besar karena zat cair mengalami percepatan fluida yang keluar dari impeller ditampung oleh saluran berbentuk volute (spiral) dan disalurkan keluar pompa nrelalui nozel sebagai head kecepatan aliran diubah menjadi head tekan.
Impeller pompa berfungsi memberikan kerja ke fluida sehingga energi yang dikaandung bertambah menjadi besar. Selisih energi per satuan berat atau head total fluida antara plens isap dan plens keluar pompa disebut head total pompa.
Gambar 2.6. Aliran Fluida pada Pompa Sentrifugal (Sularso, Pompa dan Kompresor, hal 4)
Universitas Sumatera Utara

2.3.2 Klasifikasi Pompa Sentrifugal

Berikut tabel klasifikasi pompa sentrifugal

Tabel 2.1 Klsifikasi Pompa Sentrifugal

Dasar Klasifikasi Kapasitas
Tekanan Discharge

Klasifikasi - Low Capacity - Medium Capacity - High Capacity - Low Pressure

Susunan Impeller dan Tingkat (Stage)
Cara Pemasukan pada Impeller

- Medium Pressure
- High Pressure - Single Stage
- Multi Stage

- Multi Impeller dan Multi Stage
- Single admission
Rancang bangun casing - Double admission
- Single Casing
- Section Casing
Posisi poros

Keterangan

< 20 m3/jam

20-60

m3/jam

>60 m3/jam

< 50 N/cm2

50-600

N/cm2

> 500

N/cm2

Terdiri dari satu impeller dan

satu casing

Terdiri dari beberapa

impeller yang tersusun

paralel dalam satu casing

Kombinasi antara multi

impeller dan multi stage

Cairan masuk pompa melalui

satu sisi impeller

Cairan masuk pompa melalui

kedua sisi impeller

Terdiri dari satu casing,

dapat vertical atau horizontal

split.

Terdiri dari beberapa casing

yang tersusun secara vertical

spit (terutama untuk multi

stage).

Pompa tegak lurus poros

Universitas Sumatera Utara

Tinggi angkat (Suction Lift)
Jenis Fluida yang Dialirkan Kecepatan Spesifik

- Vertikal Shaft - Horizontal Shaft - Self Priming Pump
- Non Priming Pump - Water Pump - Petroleum Pump - Low Speed Pump - Medium Speed Pump - High Speed Pump

Poros pompa mendatar Pompa dilengkapi dengan vacum device, tidak perlu dipancing dapat menghisap sendiri Perlu dipancing pada saat start

40 - 80 80 - 150 150 - 300

rpm rpm rpm

Universitas Sumatera Utara

Fluida yang masuk melalui saluran isap ke dalam pompa, kemudian masuk ke dalam impeller dan diteruskan ke rumah pompa kemudian masuk melalui nozel disalurkan keluar pipa tekan. Pompa sentrifugal akan bekerja normal ppda waktu start, apabila rongga pada sisi isap terisi penuh. Karena putaran poros yang memutar impeller maka fluida dalam sudu-sudu ikut berputar. Akibatnya timbul gaya sentrifugal yang menimbulkan tekanan pada diameter luar impeller tepatnya di sisi luar sudu-sudu. Apabila tekanan lawan (tertahan) yang terjadi lebih kecil dari pada tekanan fluida yang ditimbulkan impeller maka fluida akan mengalir.

2.4 Putaran Spesifik

Putaran spesifik adalah putaran pompa model yang secara geometris sama walaupun ukuran dan putarannya berbeda, bekerja pada satu satuan jumlah aliran (debit) dan satu satuan tinggi (head) pompa

s

=

� 3/4

Dimana : n = Putaran poros

Q = jumlah putaran

rpm m3/det

(2.1)

H = tinggi/head

m

2.5 Head Head/tinggi energi adalah energi yang terkandung dalam fluida untuk melakukan kerja
yang dinyatakan dalam meter tinggi tekanan fluida yang mengalir. Ada tiga bentuk tekanan yang terkandung dalam fluida yang mengalir, yaitu : 2.5.1 Tinggi Energi Potensial (Z)
Tinggi energi ini didasarkan pada ketinggian fluida atas bidang pembanding. Jadi fluida tersebut mempunyai energi sebesar Z meter karena posisinya.
Fritz Deitzel, Turbin Pompa dan Kompresor, hal.248
Universitas Sumatera Utara

2.5.2 Tinggi Energi Kinetik

Tinggi energi ini adalah suatu ukuran energi kinetik yang terkandung dalam satu satuan bobot fluida yang disebabkan oleh kecepatannya dan dinyatakan dalam persamaan V2/2g.

2.5.3Tinggi Energi Tekanan

Tinggi energi ini adalah energi yang terkandung oleh fluida akibat tekanan dan sama dengan / . Jadi tinggi energi (Head) total yang terkandung dalam satu aliran fluida, sesuai teori Bernoulli adalalah jumlah ketiga energi tersebut, yaitu :

=



+

2 2

+



=



(2.2)

Hal ini disebut juga dengan tinggi teoritis. Pada kenyataannya tinggi kerja pompa selalu lebih besar dari tinggi teoritis ini disebabkan adanya rugi-rugi pada saluran. Sehingga tinggi kerja pompa atau Head Total Pompa adalah jumlah tinggi energi keseluruhan ditambah dengan tinggi rugi-rugi sepanjang saluran, yaitu :



=



+

∆ℎ

+



+

∆ 2 2

(2.3)

Dimana : ha = head statis

M

hp = head tekanan

m

P = Tekanan

kgf/cm2

= Berat per satuan volume zat cair yang dipompakan kgf/l

g = percepatan gravitasi m/s2

hl = head rugi-rugi

m

(2.2) Austin H Curch, Pompa dan Blower Sentrifugal, hal 10 (2.3) Sularso, Pompa dan Kompresor, hal 27

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.7 Tinggi Tekanan pada Sebuah Pompa
Keterangan gambar hi = tinggi isap ht = tinggi tekanan hst = tinggi statis Pi = tekanan pada permukaan isap Pt = tekanan pada permukaan tekan
2.6 Kavitasi Bila tekanan pada sembarang titik di dalam pompa turun menjadi lebih rendah dari
tekanan uap pada temperatur cairannya, cairan itu akan menguap dan membentuk suatu rongga uap. Gelembung-gelembung akan mengalir bersama-sama dengan aliran sampai pada daerah yang mempunyai tekanan lebih tinggi dicapai dimana gelembung-gelembung itu akan mengecil lagi secara tiba-tiba, yang akan mengakibatkan tekanan yang besar pada dinding didekatnya. Fenomena ini yang disebut kavitasi.
Universitas Sumatera Utara

Masuknya cairan secara tiba-tiba ke dalam ruangan yang terjadi akibat pengecilan gelembung-gelembung uap tadi akan menyebabkan kerusakan-kerusakan mekanis, yang kadangkadang dapat menyebabkan terjadinya erosi, yaitu terjadinya lubang-lubang. Sifat-sifat lain yang terjadi akibat kavitasi dapat berupa bunyi ketukan yang kuat dan akan mengakibatkan getaran pada bagian-bagian pompa.
Energi yang dibutuhkan untuk melakukan percepatan pada fluida untuk mendapatkan kecepatan yang tinggi dalam pengisian yang tiba-tiba ada ruangan kosong adalah merupakan kerugian, dengan demikian kavitasi selalu diikuti oleh penurunan effisiensi.
Gambar 2.8. Hubungan Antara Koefisien Kavitasi dengan Kecepatan Spesifik (Sularso, Pompa dan Kompresor, hal 4)
2.7 Net Positive Suction Head (NPSH) Pada rangkaian pemipaan dan pengoperasian pompa, maka kavitasi biasanya terjadi bila
tekanan suatu aliran fluida turun sampai di bawah tekanan uap jenuhnya. Jadi untuk menghindari kavitasi harus diusahakan agar seluruh bagian dari aliran pompa tidak ada yang mempunyai tekanan statis lebih rendah dari tekanan uap jenuh fluida pada temperatur yang bersangkutan. Sehubungan dengan ini maka didefenisikan suatu Tinggi Isap Positif Netto atau Net Positive Suction Head (NPSH), yang dipakai untuk keamanan pompa terhadap kavitasi. Berikut penguraian mengenai NPSH :
Universitas Sumatera Utara

2.7.1 NPSH yang Tersedia

NPSH yang tersedia adalah head yang dimiliki oleh fluida pada sisi isap pompa, yaitu tekanan mutlak pada sisi isap pompa dikurangi dengan tekanan uap jenuh fluida pada tempat tersebut.

Dalam hal pompa menghisap fluida dari tempat terbuka, maka besarnya NPSH yang tersedia adalah :

hsv=

Pa γ

-

Pv γ

-hs

-hls

(2.4)

dimana : hsv = NPSH yang tersedia

m

Pa = tekanan atmosfir

kg/m2

Pv = tekanan uap jenus

kg/m2

= Berat fluida per satuan volume N/m3

hs = Tinggi isap statis

m

hls = kerugian head pada pipa isap m

(2.4) Sularso, Pompa dan Kompresor, hal. 44

Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.2 Sifat-sifat fisik air

2.7.2 NPSH yang Diperlukan

NPSH yang diperlukan besarnya berbeda untuk setiap pompa, dimana NPSH berubah menurut kapasitas dan putarannya. Agar pompa dapat bekerja tanpa mengalami kavitasi, maka harus dipenuhi persyaratan berikut :

NPSH yang tersedia > NPSH yang diperlukan.

NPSH yang diperlukan biasanya diperoleh dari data pabrik, namun untuk penaksiran secara kasar, dapat dihitung dengan :

α= Hvsn
Hn

(2.5)

Sularso, Pompa dan Kompresor, hal. 45

Universitas Sumatera Utara

dimana = Konstanta kavitasi

Hvsn = NPSH yang diperlukan pada titik effisiensi maksimum

Hv = Head total pompa pada titik effisiensi maksimum

2.8 Hambatan/Rugi-rugi (Losses)

Hambatan/Rugi-rugi (Losses) aliran fluida terjadi pada instalasi pompa mulai dari sisi masuk sampai sisi keluar yang berupa gesekan-gesekan di sepanjang instalasi. Hambatan ini terjadi pada pipa lurus, perubahan penampang pipa, dan pada sambungan-sambungan pipa, yang menimbulkan rugi-rugi kecepatan aliran fluida sehingga menurunkan efisiensi pompa. Hambatan yang terjadi sebanding dengan kecepatan ruta-rata fluida.

2.8.1 Pipa Lurus

Bilangan Reynold (Re)

Re= V.D
v
dimana: V = kecepatan fluida

(2.6)

D = diameter pipa

v = viscositas = 0,801 x 106 m2/det (tabel 2.2 pada air 300 C)

dari bilangan Reynold (Re) tersebut Koefisien Gesek (λ) dapat diperoleh dari Moody dengan mengetahui jenis aliran fluida, dimana jenis aliran fluida adalah :

- Laminar, jika Re < 2300 - Transisi, jika 2300 < Re < 4000 - Turbulen, jika Re > 4000 Untuk aliran Laminar keofisien gesek (λ) adalah:

(2.6) Sularso, Pompa dan Kompresor, Hal. 28

Universitas Sumatera Utara

λ= 64
Re
Untuk aliran tulbulen keofisien gesek (λ) adalah: λ = 0.02 + 0.0005
D

(2.7)

(2.7) Sularso, Pompa dan Kompresor, hal. 29 (2.8) Sularso, Pompa dan Kompresor, hal. 29

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.9 Moody’s Diagram(Munson Young Okiisi, Mekanika fluida Jilid 2, hal. 45)
Universitas Sumatera Utara

Hambatan pada Pipa Lurus (hf1)

hf1=λ

l D

V2 D2.g

Dimana: = koefisien gesek

l = panjang pipa

m

v = kecepatan fluida

m/det

D = diameter pipa g = gravitasi

m m/det2

2.8.2 Perubahan Penampang Pipa

Hambatan pada Perubahan Penampang Pipa (hf2)

hf2=f2

V2 2.g

dimana:

v = Percepatan fluida g = gravitasi

m/det m/det2

f2 = koefisien gesek (akibat perubahan penampang pipa)

Harga koefisien gesek dengan berbagai bentuk perubahan penampang ditunjukan pada table berikut :

2.8.3 Sambungan-sambungan Pipa

Hambatan pada Sambungan-sambungan Pipa (hf3)

hf3=f3

V2 2.g

Universitas Sumatera Utara

dimana: f3 = koefisien gesek (akibat bentuk sambungan pipa)

= ((0.31 + 1.847 (2)3.5))(90)0.5

D = diameter pipa

m

R = radius belokan = sudut belokan

m

v = kecepatan fluida g = gravitasi

m/det m/det2

2.9 Menentukan Kecepatan Rata-rata Saluran
Kerena tekanan pada sisi isap diketahui (diukur), untuk dapat mengetahui head pompa, terlebih dahulu dicari kecepatan-kecepatan pada sisi masuk (isap) dan sisi keluar (tekan) impeller.

2.9.1 Pada Sisi Isap

Kecepatan aliran pda sisi isap dihitung dengan :

Vi=

Q Ai

=

Q π�4di2

dimana: Vi = kecepatan air pada sisi isap

Q = Debit fluida

di = diameter pipa isap

m/det m3/det m

Universitas Sumatera Utara

2.9.2 Pada Sisi Tekan

Kecepatan aliran pada sisi tekan dihitung dengan :

Vt =

Q At

=

Q π�4dt2

dimana: Vt = kecepatan air pada sisi tekan

Q = Debit fluida

m/det m3/det

dt = diameter pipa tekan

m

2.10 Menentukan Jenis Impeller Pompa

Pompa sentrifugal mempunyi beberapa bentuk impeller, yang fungsinya untuk menentukan jenis aliran. Untuk menentukan jenis impeller dapat diperoleh dengan menghitung putaran spesifik pompa, yaitu :

Dimana : ns = Putaran spesifik

n�Q ns= H3/4

n = Putaran poros

rpm

2.11 Perhitungan Daya Pompa 2.11.1 Daya Pompa (whp)
Whp = ρ g H Q Dimana: whp = daya pompa
H = Head ρ = Kerapatan fluida g = gravitasi

W m kg/m3 m/det2

Universitas Sumatera Utara

Q = kapasitas

2.11.2 Daya yang Dibutuhkan (bhp)

bhp=

whp η0

Dimana: bhp = daya yang dibutuhkan

Whp = daya pompa η0 = effisiensi overall

m3/det
KW KW

2.12 Ukuran-Ukuran Utama Pompa

2.12.1 Diameter Poros Pompa

dx=3�T/0.2τ1ijin

Dimana: dy = diameter poros

m

T = Torsi

= P/W

P = Daya yang dibutuhkan

KW

W = kecepatan putar

m/det

= 2π n/60 Τ1ijin = 20 N/mm2 (pompa satu tingkat)
= 10 - 15 N/mm2 (pompa tingkat banyak)

2.12.2 Sisi Masuk Impeller

2.12.2.1 Diameter Naaf Impellr (Dn)

Dn = (1,2 ÷ 1,4)ds

Universitas Sumatera Utara

Dimana: Dn = diameter naaf ds = diameter poros
2.12.2 Diameter Mata Impeller (Do)

in in

Do=�π4..VQo. +D2n Dimana: Q = Kapasitas
V0 = kecepatan sisi masuk ijin Dn = diameter naaf

ft3/det ft/det in

Gambar 2.10 Hubungan kecepatan sisi masuk ijin dengan kecepatan yang dibutuhkan putaran pompa( Fritz Deitzel, Turbin Pompa dan Kompresor, hal.261 )

2.12.2.3 Kecepatan Keliling Sisi Masuk Impeller

U1

=

πD1n 60

Dimana: U1 = kecepatan keliling masuk impeller m/det

D1 = diameter mata impeller

m

n = putaran poros

rpm

Universitas Sumatera Utara

2.12.2.4 Sudut Sisi Masuk (1)

Fluida dianggap masuk impeller secara radial, sehingga sudut masuk absolute (1) = 900, maka sudut (1) dihitung dengan :

Tan

1

=

Vr1 Ur

Dimana: 1 = sudut sisi masuk

Vr1 = kecepatan aliran radial (diperhitungkan terhadap faktor penyempitan dan kecepatan aliran masuk ijin)

= (1,1 ÷ 1,3) V’i

V’i = kecepatan aliran masuk ijin

U1 = kecepatan keliling sisi masuk

2.12.2.5 Segitiga Kecepatan Sisi Masuk Impeller Segitiga kecepatan dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 2.11 Segitiga Kecepatan Sisi Masuk

Dimana: U1 = Kecepatan keliling Sisi masuk m/det

Vr1 = kecepatan radial

m/det

Universitas Sumatera Utara

1 = sudut sisi masuk V1 = kecepatan relatif

m/det

2.12.2.6 Lebar Impeller pada Sisi Masuk (b1)

b1

=

Q π.Di.Vr1.ε1

Dimana: b1 = lebar impeller pada sisi masuk Q = kapasitas

m m3/det

D1 = diameter sisi masuk

m

Vr1 = kecepatan aliran arah radial ε1 = 0.8 ÷ 0.9

m/det

2.12.3 Sisi Luar Impeller

2.12.3.1 Diameter Luar Impeller (D2)

1840.∅.√h D2= n

Dimana: D2 = diameter luar impeller

in

∅ = koefisien tinggi tekan = 0,9 ÷ 1,2

H = head pump

ft

n = putaran poros pompa

rpm

Universitas Sumatera Utara

2.12.3.3 Kecepatan Radial (Vr2)

Kecepatan radial sisi keluar diperhitungkan dari kecepatan keluar sisi masuk yaitu :

Vr2 = Vr1 – 15% Vr1

Dimana: Vr2 = kecepatan radial keluar

m/det

Vr1 = kecepatan radial masuk

m/det

2.12.3.4 Sudut Sisi Keluar (2)
Besarnya sudut sisi keluar dibuat lebih besar dari sudut sisi masuk untuk mendapatkan lalauan yang lancar.
β2 = (150 ÷ 400)

2.12.3.5 Segitiga Kecepatan Sisi Keluar
Untuk mendapatkan besar kecepatan relative (w2) dan kecepatan air keluar (V2) dapat dibuat segitiga kecepatan sisi keluar impeller dengan bantuan besaran-besaran yang telah didapat terlebih dahulu,

Gambar 2.12 Segitiga Kecepatan Sisi Keluar
Universitas Sumatera Utara

Keterangan Gambar

U2 = Kecepatan keliling impeller sisi keluar

m/det

Vu2 = kecepatan keluar tangensial 2 = sudut sisi keluar

m/det

α2 = Sudut sisi keluar actual

Vr2 = Kecepatan radial keluar

m/det

Vu2 = kecepatan keluar tangensial absolut

m/det

2.12.3.6 Lebar Impeller pada Sisi Keluar (b2)

b2

=

Q
Vr2.π.D2.ε2

Dimana: Q = jumlah aliran total 2 = kecepatan radial keluar

m3/det m/det

D2 = diameter luar impeller

m

1 = faktor korelasi yang disebabkan ketebalan sudu

= 0.9 ÷ 0.95

2.12.4 Jumlah Sudu

Jumlah Sudu dihitung dengan :

Z=6,5

D2+D1 D2-D1

Sinβm

Dimana: D2 = diameter luar impeller

D1 = diameter dalam impeller

m m

Universitas Sumatera Utara

βm=

β1+β2 2

2.12.5 jarak Sudu Sisi Masuk (t1)

t1

=

π.D1 z

Dimana: D1 = diameter dalam impeller

z = jumlah sudu

m

2.12.6 Tebal Sudu (s)

s = 3÷6 mm, bahan perunggu, logam ringan, dan baja tuang

= 2÷10 mm, untuk bahan besi tuang kelabu

2.12.7 Melukiskan Bentuk Impeller

Melukiskan bentuk impeller dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu :

- Metode arkus tangent - Metode koordinat polar
Pada perencanaan ini digunakan Metode Arkus Tangen. Metode dilakukan dengan membagi impeller atas beberapa lingkaran yang konsentris antara R1 dan R2. Jari-jari busur yang beradapada setiap lingkaran dihitung dengan rumus :



=

2 −2 2( −

Universitas Sumatera Utara

Dimana:

Ra = jari-jari konsentris lingkaran dalam

Rb = jari-jari konsentris lingkaran luar
a dan b = indek yang menunjukan bagian dalam dan luar lingkaran konsentris

Hasil penggambaran kurva impeller akan semakin baik dengan makin banyaknya lingkaran konsentris yang dibuat, dimana tiap-tiap kedudukan dibuat grafik kecepatan dan sudut-sudut, dimulai dari sisi masuk sampai sisi keluar, dan dibuat grafik antara kecepatan, sudut terhadap jari-jari dan setelah itu dihitung jari-jari kelengkungan impeller sehingga dapat dilukiskan.

2.12.8 Perhitungan Rumah Pompa (Volute)

Fungsi rumah pompa (volute) adalah untuk mengkonversi tinggi kecepatan (velocity) dari fluida menjadi pressure head. Untuk perencanaan rumah pompa dimulai dari suatu garis dasar yang dinamakan lidah (tongue).

2.12.8.1 Radius lidah tongue (R1) dihitung dengan :

R1 : (1,05 ÷ 1,10) R2 2.12.8.2 Sudut antara tongue toritis dengan tongue actual (∅)

θ10=

132log⁡(RR12) tanα2

2.12.8.3 Lebar rata-rata tiap ring (Bare)

Bare = b3 + 2X. tan ∅/2

dimana: b = lebar rumah pompa

b2 = lebar impeller pada sisi keluar

R2 = jari-jari luar impeller

R = jarak antara dua radius R dan R,

= Rare – R

Universitas Sumatera Utara

Rare = jari-jari rata-rata

Penampang rumah pompa berbentuk trapesium dengan sudut antara dinding dengan garis horizontal 300. Rencana rumah pompa ditentukan oleh sudut yang dihitung.

2.12.8.4 Sudut rumah pompa (∅01)

∅01=

360.R2.Vu2 Q

∑RRo2

b

∆R R

maka dapat dibuat tabel rencana rumah pompa dengan perhitungan berikut :

- bare = b3+2(Rare-157)tan 300

- ∅0

=

19.63

∑∅2





- ∆∅0

=

25,62







- ∆ = ∆

- Q∅ = ∅ Q
360

-

V’are

=

∅ ∅

106

Gambar 2.17. Rumah Pompa
Universitas Sumatera Utara

BAB III
SPESIFIKASI POMPA
Proses destilasi dapat terjadi dalam kondisi vacuum dimana untuk mencapai kondisi vacuum maka semua peralatan dan pipa yg terhubung dalam proses destilasi harus membentuk system loop yang tertutup. Hal ini diperlukan agar tidak terjadi kebocoran dan sebagai akibatnya adalah tingkat vacuum yg di inginkan tidak dapat tercapai.
Ada 2 cara yang biasa di gunakan dalam proses pemacuuman yaitu menggunakan pompa vacuum dan booster yang menggunakan steam sebagai medianya. Pada proses destilasi yang saya bahas menggunakan steam sebagai medianya di mana steam yang dipakai terkondensasi keseluruhannya di dalam barometric kondensor karena di tangkap oleh air yang di pompakan dari cooling tower.
Biasanya steam yang di hasilkan oleh boiler tidak hanya untuk media dalam proses pemacuuman saja akan tetapi juga di gunakan dalam menggerakkan turbin sebagai penghasil daya listrik dan selain itu steam juga di gunakan sebagai media pemanasan.
Cooling tower dalam hal ini berfungsi untuk menurunkan temperature air yang telah naik di akibatkan adanya steam yang terkondensasi sehingga mencapai temperature air yang normal. Dalam pembahasan saya spesifikasi cooling tower yang digunakan adalah temperature air masuk 35 derajat dan setelah melewati cooling tower temperature air menjadi derajat.
Ada beberapa alasan mengapa steam yang digunakan harus di kondensasikan antara lain 1. Menghindarkan steam terbuang ke udara bebas yang mengakibatkan sumber polusi udara. 2. Membentuk system loop yang tertutup ( proses vacuum ) 3. Mengubah steam menjadi air agar bias di manfaatkan untuk kepentingan yang lain.
Pada perancangan suatu pompa perlu penetapan spesifikasi yang biasanya didahului oleh penetapan kapasitas dan head. Setelah kapasitas dan head ditentukan, maka langkah selanjutnya yang ditentukan adalah menentukan daya yang dibutuhkan, jenis penggerak dan putaran kerja untuk mengoperasikan pompa pada kondisi yang direncanakan sehingga akan diperoleh kerja pompa yang efektif. Dalam perencanaan ini .
3.1 Kapasitas Aliran
Universitas Sumatera Utara

Pada perencanaan ini penentuan besar kapasitas pompa berdasarkan perhitungan dari jumlah air yang di perlukan untuk mengkondensasikan steam yang di gunakan pada proses pemacuuman dalam proses destilasi.
Adapun perhitungan capasitas pompa yg di perlukan adalah sebagai berikut :
Kondisi tiap Jam .

1. Air Masuk ( Barometrik Condenser ) Massa = ma Temp = 300 ha = 125,79 kj/kg ( dilihat dari table air )
2. Steam masuk ( Barometrik Condenser ) Massa = mu = 750 kg Temp = 1700 ha = 2809,48 kj/kg ( dilihat dari table uap )
3. Air keluar

Universitas Sumatera Utara

mk = mair masuk + msteam = ma + 750 kg
Temp = 350C ha = 146,7 kj/kg ( dilihat dari table uap )

4. Dari persamaan maka =

ma.ha

+

mu.hu

=

(

ma+mu

)

ha(

0 35 )

ma x 125,79 + 750 x 2809,48 = ( ma + 750 ) 146,7 kj/kg

ma x 125,79 + 210710 = 146,7 x ma + 110025

2107110 – 110025 = ( 146,7 – 125,79 ) ma

1997085 = 20,91 x ma

1997085 ma =
20,91

ma = 95508 kg / jam

Maka ; m
Ρ= v 95508
1= v
V = 95508 kg V = 95,508 m3/jam Maka kapasitas pompa yang direncanakan adalah = 100 m3/jam atau = 0,02777 3/det.

3.2 Kecepatan Aliran dan Diameter Pipa
Untuk menentukan besarnya diameter pipa isap maupun pipa tekan, didasarkan kepada besarnya standar kecepatan aliran fluida dalam pipa yang diizinkan. Kecepatan aliran dalam pipa

Universitas Sumatera Utara

telah dibatasi yaitu 1,5 sampai 3,0 m/s. (sularso, hal 63). Dalam hal ini kecepatan direncanakan 1,5 m/s. diameter pipa isap dan pipa tekan dapan dihitung dengan persamaan kontinuitas sebagai berikut :

Q=A.V Dimana

Q = Kapasitas pompa = 100 m3/jam atau = 0,02777 3/det A = Luas penampang V = Kecepatan Aliran dalam pipa = 1,5 m/s

Maka diameter pipa isap dapat dihitung :

Q = . ( d2 ) . ( V )
4

d2

=

4

. .



d = �43,1(40,0(217,757))

= 0,15355 m = 6,04 inci

Maka diameter pipa isap diperoleh = 6 inci

Untuk pipa tekan diameter pipa dapat dihitung :

Q = . ( d2 ) . ( V )
4

d2

=

4

. .



d = �4 x ( 0,02777 )
3,14 x ( 2 )

= 0,1329 m = 5,2 inci

Universitas Sumatera Utara

Maka diameter pipa tekan diperoleh = 5 inci

Pemiliha pipa disesuaikan dengan ukuran pipa standart yang tersedia dipasaran. Untuk itu direncanakan pipa standart dengan pipa yang digunakan yaitu schedule 40. Berdasarkan table standart pipa diperoleh :

• Diameter Nominal isap (dn) = 6 in = 0,1524 m • Diameter dalam ( di ) = 6,065 in = 0,15405 m • Diameter Nominal tekan (dn) = 5 in = 0,127 m • Diameter dalam ( di ) = 5,047 in = 0,12819 m

Deangan menggunakan persamaan kontinuitas seperti cara sebelumnya maka diperoleh kecepatan aliran dalam pipa yang sebenarnya yaitu ;

4. Q

V= π.

( di )2

4 x 0,02777 V=
3,14 x 1,5

V = 1,49 m/s atau = 1,5 m/s ( pada pipa isap )

4. Q

V= π.

( di )2

4 x 0,02777 V=
3,14 x 2

V = 2,15 m/s atau = 2 m/s ( pada pipa tekan )

Universitas Sumatera Utara

3.3Perhitungan Head Pompa Besarnya head pompa yang direncanakan didasarkan pada kondisi instalasi pemompaan
yang dilayani pompa seperti pada gambar berikut ini :
3.1 Gambar Instalasi Pompa ya

Dokumen baru

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

98 2942 16

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

36 751 43

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

33 650 23

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

15 421 24

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

24 577 23

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

49 968 14

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

49 881 50

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

14 536 17

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

21 791 30

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

33 954 23