2.4 Karakteristik Pompa Sentrifugal
Karakteristik dari pompa sentrifugal merupakan sebuah cara dimana tinggi tekan tekanan diferensial bervariasi dengan keluaran output pada kecepatan
konstan. Karakteristik dapat juga menyertakan kurva efisiensi dan harga brake horse power-nya. Kurva kapasitas tinggi tekan Gambar 2.2 ditunjukkan sebagai
kapasitas peningkatan total tinggi tekan, dimana tinggi tekan pompa mampu untuk dinaikkan atau dikurangi.Umumnya sebuah pompa sentrifugal akan menaikkan
tinggi tekan terbesarnya pada suatu titik, dimana tidak ada aliran yang sering dianggap sebagai shut off head. Jika shut off head kurang dari harga maksimum
tinggi tekan, pompa menjadi tidak stabil dan dibawah beberapa kondisi dapat memperbesar daya dan kecepatan fluktuasi yang menyebabkan getaran mekanis
yang besar pada sistem pemipaan.
Gambar 2.2 Kurva pompa Aquavane KSB Type A32-160
Universitas Sumatera Utara
2.5 Head Pompa
Head pompa adalah energi per satuan berat yang harus disediakan untuk mengalirkan sejumlah zat cair yang direncanakan sesuai dengan kondisi instalasi
pompa, atau tekanan untuk mengalirkan sejumlah zat cair,yang umumnya dinyatakan dalam satuan panjang.Menurut persamaan Bernoulli yang berbunyi
“bila fluida inkompresibel mengalir sepanjang pipa yang penampangnya mempunyai beda ketinggian,perbedaan tekanan tidak hanya tergantung pada
perbedaan ketinggian tetapi juga pada perbedaan antara kecepatan dimasing- masing titik tersebut”.Dalam persamaan Bernoulli,ada tiga macam head energi
fluida dari sistem instalasi aliran, yaitu, energi tekanan, energi kinetik dan energi potensial.Hal ini dapat dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :
g V
Z P
H .
2
2
+ +
=
γ
Lit 9,hal:105 Dimana:
H = Head total pompa m
γ
P = Head tekanan m
Z = Head statis total m
g V
. 2
2
= Head kecepatan m Karena energi itu kekal, maka bentuk head tinggi tekan dapat bervariasi
pada penampang yang berbeda. Namun pada kenyataannya selalu ada rugi-rugi energi losses.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Skema instalasi pompa Pada kondisi yang berbeda seperti pada gambar di atas maka persamaan Bernoulli
adalah sebagai berikut :
L A
B A
B A
A B
B L
B B
B B
A A
A A
H Z
Z g
V g
V P
P H
B ke
A Loss
H Z
g V
P H
Z g
V P
+ −
+ −
+ −
= +
+ +
= +
+ +
. 2
. 2
. 2
. 2
2 2
2 2
γ γ
γ γ
Karena γ
A
= γ
B
maka:
L A
B A
B A
B
H Z
Z g
V V
P P
H +
− +
− +
− =
. 2
2 2
γ
L ST
H H
g V
P H
+ +
∆ +
∆ =
. 2
2
γ
Dimana: H = Head total pompa m
γ
P ∆
= Head pompa karena perbedaan tekanan pada sisi isap dengan sisi tekan m
1 3
4 2
5
A B
No Keterangan Gambar
1 Reservoir isap
2 Pipa isap
3 Pompa
4 Pipa tekan
5 Reservoir tekan
Universitas Sumatera Utara
g V
. 2
2
∆ = Head yang diakibatkan karena ada perbedaan kecepatan m
H
ST
= Head statis m H
L
= Head loss dari A ke B m
2.5.1 Head Tekanan
Head tekanan adalah perbedaan energi tekanan yang bekerja pada permukaan zat cair pada sisi tekan dengan energi tekanan yang bekerja pada
permukaan zat cair pada sisi isap.Head tekanan dapat dinyatakan dengan rumus :
γ γ
γ
s d
P P
P −
= Lit 9,hal:126
Dimana:
γ
P = Head tekanan m
γ
d
P = Energi tekanan pada permukaan zat cair pada sisi tekan m
γ
s
P = Energi tekanan pada permukaan zat cair pada sisi isap m
2.5.2 Head Kecepatan
Head kecepatan adalah perbedaan antar energi kecepatan zat cair pada saluran tekan dengan energi kecepatan zat cair pada saluran isap.Head kecepatan
dapat dinyatakan dengan rumus :
Universitas Sumatera Utara
g V
g V
H
s d
k
. 2
. 2
2 2
− =
Lit 9,hal:126 Dimana:
H
k
= Head kecepatan
g V
d
. 2
2
= Energi kecepatan zat cair pada saluran tekan
g V
s
. 2
2
= Energi kecepatan zat cair pada saluran isap
2.5.3 Head Statis Total
Head statis total adalah perbedaan tinggi antara permukaan zat cair pada sisi tekan dengan permukaan zat cair pada sisi isap.Head statis total dapat
dinyatakan dengan rumus :
s d
Z Z
Z −
= Lit 9,hal:126
Dimana: Z = Head statis total
Zd = Beda tinggi tekan statis pada sisi tekan Zs = Beda tinggi tekan statis pada sisi isap
Tanda + : Jika permukaan zat cair pada sisi isap lebih rendah dari sumbu pompa.
Tanda - : Jika permukaan zat cair pada sisi isap lebih tinggi dari sumbu pompa.
Universitas Sumatera Utara
2.5.4 Kerugian Head Head Loss
Kerugian energi per satuan berat fluida dalam mengaliran cairan dalam sistem perpipaan disebut sebagai kerugian head head loss.Head loss terdiri dari
mayor head loss h
f
,minor head loss h
m
,dan total loss h
tot
2.5.4.1 Mayor Head Loss Mayor Loss
Merupakan kerugian energi sepanjang saluran pipa yang dinyatakan dengan rumus :
g V
D L
f h
f
. 2
. .
2
= Lit 9,hal:431
Dimana: h
f
= Mayor loss m f = Faktor gesekan
L = Panjang pipa m V = Kecepatan fluida dalam pipa mdet
D = Diameter dalam pipa mm Harga f faktor gesekan didapat dari diagram Moody sebagai fungsi dari Angka
Reynold Reynolds Number dan Kekasaran relatif Relative Roughness - εD ,
yang nilainya dapat dilihat pada grafik sebagai fungsi dari nominal diameter pipa dan kekasaran permukaan dalam pipa e yang tergantung dari jenis material
pipa.Sedangkan besarnya Reynolds Number dapat dihitung dengan rumus :
µ ρ
D V .
. Re
= Lit 9,hal:432
Dimana: Re = Reynold Number
Universitas Sumatera Utara
ρ
= Massa jenis fluida kgm
3
V = Kecepatan rata-rata aliran mdet D = Diameter dalam pipa mm
µ
= Dynamic viscosity N.sm
2
Apabila aliran laminar Re 2100,faktor gesekan f dapat dicari dengan pendekatan rumus:
Re 64
= f
Lit 9,hal:433 Apabila aliran turbulen Re 4000,faktor gesekan f dapat dicari dengan
diagram moody.
2.5.4.2 Minor Head Loss Minor Loss
Merupakan kerugian head pada fitting,elbow dan valve yang terdapat sepanjang sistem perpipaan. Dapat dicari dengan menggunakan Rumus :
g v
f h
m
. 2
.
2
= Lit 9,hal:437
Dimana: h
m
= Minor loss m f = Koefisien kerugian dari fitting,elbow dan valve
2.5.4.3 Total Loss
Total loss merupakan kerugian total sistem perpipaan, yaitu :
m f
tot
h h
h +
=
Lit 9,hal:430 atau
Universitas Sumatera Utara
g V
D Le
f h
tot
. 2
. .
2
= Lit 9,hal:430
Dimana: h
tot
= Total loss m h
f
= Total mayor loss m h
m
= Total minor loss m Le = Panjang ekivalen dari fitting dan valve ditambah panjang pipa m
f = Faktor gesekan
2.6 Kecepatan Spesifik Pompa
Kategori