Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat

KAJIAN EKSPERIMENTAL SUSUNAN POMPA SECARA PARALEL TERHADAP KARAKTERISTIK VIBRASI POMPA SENTRIFUGAL SATU TINGKAT
TESIS Oleh
SURIADY SIHOMBING 047015015/TM
SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
MEDAN 2008
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

Judul Tesis
Nama Mahasiswa Nomor Pokok Program Studi

: KAJIAN EKSPERIMENTAL SUSUNAN POMPA SECARA PARALEL TERHADAP KARAKTERISTIK VIBRASI POMPA SENTRIFUGAL SATU TINGKAT : Suriady Sihombing : 047015015 : Teknik Mesin

Menyetujui Komisi pembimbing

( Dr.Ing.Ikhwansyah Isranuri ) Ketua

( Ir. Tugiman ,MT ) Anggota
Ketua Program Studi,
( Prof.Dr.Ir.Bustami Syam,MSME )
Tanggal Lulus : 03 Maret 2008

( Ir A.Halim Nasution,M.Sc ) Anggota
Direktur,
( Prof.Dr.Ir.T Chairun Nisa B,MSc.)

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

Telah diuji pada Tanggal 03 Maret 2008
PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Dr.Ing.Ikhwansyah Isranuri Anggota : 1. Ir.Tugiman, MT
2. Ir. A. Halim Nasution, M.Sc 3. Prof.Dr.Ir. Bustami Syam, MSME 4. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

ABSTRAK
Tesis ini adalah merupakan laporan hasil penelitian eksperiment tentang pengaruh gaya beban yang diberikan dinamometer terhadap perilaku pompa sentrifugal satu tingkat yang tersusun secara parallel. Latar belakang tesis disebabkan beberapa gejala kegagalan pada unit Pompa yang diprediksi akibat getaran, temperatur dan keausan peralatan. Tujuannya untuk mendapatkan besar getaran yang terjadi pada pompa Sentrifugal yang disusun secara parallel dengan metode batas stabilitas getaran. Pompa yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah jenis sentrifugal dengan head maksimum 30 m, kapasitas maksimum 5 liter/dt dan daya 1850 Watt. Pipa isap menggunakan pipa PVC, diameter pipa isap 2 inchi dengan panjang 0,86 m dan dilengkapi dengan katup dan manometer. Diameter pipa tekan 3 inchi dengan panjang 3,78 m yang dilengkapi dengan katup. manometer, dan flowmeter. Head static dari sistem 0,77 m dan head total sistem 3,9 m. Pengujian perilaku getaran dimulai dari pemberian beban gaya 2 kg, 2,2 kg, 2,4 kg, 2,6 kg, 2,8 kg dan diukur getaran yang timbul dengan vibrometer digital Hand Held Vibration meter 908 B. Titik pengukuran diambil delapan titik : pada landasan P-01, P-02, P-03, P-04, pada pompa P-05, P06, pada electromotor P-07, P-08, serta diukur dari arah aksial, vertikal dan horizontal. Dari hasil pengujian diperoleh bahwa getaran yang paling rendah terdapat pada Pompa titik P-06 dengan harga simpangan 27,5 x 10-6 m dan tertinggi pada electromotor titik P-07 dengan harga simpangan 170 x 10-6 m. Dari standartd ISO 10816-3 untuk velocity pada Pompa dengan harga rata-rata aksial 2,64 m/s; vertikal 0,795 m/s dan arah horizontal 1,39 m/s dikategorikan pada zona A berwarna hijau muda, getaran dari mesin baik dan dapat dioperasikan tanpa larangan. Semakin kecil head harga frekuensi semakin besar dan untuk kapasitas yang semakin besar maka harga frekuensi semakin besar.
Kata-kata kunci : Pompa sentrifugal paralel, Manometer, getaran, Dinamometer, Tachometer, Elektromotor dan landasan.
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

ABSTRACT
This research concerns about the result experimental of load force to give of dynamometer toward single stage centrifugal pump to in parallel operation. Centrifugal pump is used in this research with maximum head 30 m, maximum capacity 5 liter/sec and 1850 watt power. PVC pipes are used at suction pipes and discharge pipes. Diameter is 2 in and 0.86 m long, it is equipped with valve and manometer. Diameter of discharge pipes is 2 in with 3.78 m long, it is equipped with valve, manometer, and flowmeter. Static head is 0.77 m and 3.9 m total head of system. Vibration characteristic testing is started from force 2 kg, 2.2 kg, 2.4 kg, 2.6 kg, 2.8 kg. and responding of vibration is measured by vibrometer digital Hand Held Vibration meter 908B . Measured point are eight points : at base plate P-01, P-02, P-03, P-04 , at pump P-05, P-06, at electromotor P-07, P-08, and measured from axial, vertical and horizontal direction. The result of the research is found out that increase to give of load and head made increase vibration emerge. The highest displacement occurs in electromotor at P-07 point with displacement value 170 μ m, and the lower displacement occurs in pump at P-06 point with displacement value 27.5 μ m. The highest velocity occurs in base plate at P-04 point with velocity value 4.85 m/sec, the lower velocity occurs in pump at P-06 point with velocity value 0.10 m/sec. the highest acceleration occurs in base plate at P-04 point with acceleration value 6.85 m/sec2, the lower acceleration occurs in electromotor at P-08 point with acceleration Value 1.55 m/sec2. The smaller head is the higher value frequency and the higher capacity is the higher value frequency. Keys words : Centrifugal parallel pump , Manometer, Vibration, Dynamometer
Tachometer, Electromotor and Base plate.
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa,dengan berkat limpahan rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan tesis ini dengan judul KAJI EKSPERIMENTAL KARAKTERISTIK VIBRASI POMPA PARALEL TERHADAP POMPA SENTRIFUGAL SATU TINGKAT .
Tesis ini dilakukan pada Pusat Riset Noise and Control Vibration departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU dan Laboratorium Pengujian Mesin Universitas HKBP Nommensen Medan. Penulisan tesis ini terlaksana berkat bimbingan dan arahan dari berbagai pihak terutama komisi pembimbing yang telah banyak memberikan masukan dan saran demi kesempurnaan pelaksanaan penelitian.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang setinggi tingginya kepada Dr-Ing Ikhwansyah Isranuri dan Ir Tugiman ,MT serta Ir. A Halim Nasution ,M.Sc selaku komisi pembimbing yang telah memberikan petunjuk dalam menentukan langkah penelitian.
Ucapan terima kasih dan penghargaan juga ditujukan penulis kepada Prof.Dr. Ir.Chairun Nisa B, M.Sc selaku direktur sekolah pascasarjana, Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku ketua program studi Magister Teknik Mesin SPs- USU yang memberikan kesempatan dan fasilitas dalam menyelesaikan pendidikan pada program studi Magister Teknik Mesin SPs-USU serta seluruh dosen dan staf administrasi Program Studi Magister Teknik Mesin SPs – USU dan rekan rekan yang telah memberikan tanggapan dan saran-saran perbaikan.
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

Penulis menyadari masih banyak ketidaksempurnaan dari penulisan proposal tesis ini,oleh karena itu sangat diharapkan adanya kritik dan saran yang sifatnya membangun.
Medan,10 Januari 2008 Penulis
Suriady Sihombing
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

RIWAYAT HIDUP

Data Pribadi
1. Nama 2. Tempat/Tgl lahir 3. Pekerjaan 4. Pangkat 5. Jabatan 6. Instansi 7. Alamat

: Suriady Sihombing : P.Siantar, 30 Januari 1964 : Dosen : IV-A : Kepala Laboratorium : Univ. HKBP Nommensen : Jl.Turi Gg. Parulian NO.156 Medan 20210
Telp. (061)7866695 HP. 08163137059

Pendidikan

Tahun

Masuk Tamat

1970

1976

1976

1979

1979 1982

1982 1987

2005

2008

Jenjang Pendidikan
Sekolah Dasar (SD) Taman Siswa P.Siantar Sekolah Menegah Pertama (SMP) Taman.Siswa P.Siantar Sekolah Menegah Atas (SMA) Negeri 2 P.Siantar Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Univ. HKBP Nommensen Sekolah Pascasarjana USU Prog.Magister Teknik Mesin

Riwayat Pekerjaan
No Pekerjaan 1 Kepala Lab. Metalurgi 2 Kepala Lab. Pengujian Mesin 3 Kepala Lab. Teknologi Mekanik 4 Kepala Lab. Fenomena Dasar

Tahun 1988-1992 1993-1995 1996-1999 2000-2005

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

DAFTAR ISI

Halaman ABSTRAK … ………………………………………………………………. i

ABSTRACT ………………………………………………………………….. ii

KATA PENGANTAR …………………………………………………......... iii

RIWAYAT HIDUP …………………………………………………………… v

DAFTAR ISI …………………………………………………………………. vi

DAFTAR TABEL ……………………………………………………………. viii

DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………. x

DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………….. xiv

DAFTAR ISTILAH ……………………………………………………… xv

BAB 1 PENDAHULUAN ………………………………………… ……

1

1.1 Latar Belakang ……………………………………………… 1

1.2 Perumusan Masalah ……………………………………………... 4

1.3 Tujuan Penelitian ………………………………………………… 5

1.4 Manfaat Penelitian ……………………………………………... 7

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ………………………………………… 8

2.1 Vibrasi .. ………………………………………………… …… 9

2.2 Pompa

………………………………………………… …… 18

2.3 Kerangka Konsep …………………………………………. …… 23

BAB 3 METODE PENELITIAN ………………………………………. 26

3.1 Tempat Dan Waktu …………………………………… … …….. 26

3.2 Bahan Peralatan Dan Metode …………………………………... 26

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

3.3 Variabel yang Diamati

………………………………………... 29

3.4 Teknik Pengukuran,Pengolahan Dan Analisa Data ……………... 29

3.5 Pelaksanaan Penelitian …………………………………… …….. 30

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ……………………………… 31

4.1 Pendahuluan ……………………………………………… ……… 31

4.2 Pengukuran respon getaran pompa parallel pada gaya dinamometer 33

4.3 Perhitungan getaran pompa … ………………………………… 73

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ………………………… ….

111

DAFTAR PUSTAKA

…………………………………………… . … 113

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

DAFTAR TABEL

Nomor

Judul

Halaman

4.1 Hasil Pengukuran Respon Getaran pada Landasan dengan F = 2 kg Pada P-01 …………………………………………………………

32

4.2 Amplitudo pada F = 2 kg; P-01 …………………………………… 35

4.3 Hasil Pengukuran Respon Getaran pada Landasan dengan F = 2 kg Pada P-02 ………………………………………………………

39

4.4 Amplitudo pada F = 2 kg; P-02 ……………………………………… 40

4.5 Hasil Pengukuran Respon Getaran pada Landasan dengan F = 2 kg Pada P-03 ……………………………………………………………

43

4.6 Amplitudo pada F = 2 kg; P-03 ……………………………………… 44

4.7 Hasil Pengukuran Respon Getaran pada Landasan dengan F = 2 kg Pada P-04 ……………………………………………………………… 47

4.8 Amplitudo pada F = 2 kg; P-04 ………………………………………… 48

4.9 Hasil Pengukuran Respon Getaran pada Pompa dengan F = 2 kg Pada P-05 ……………………………………………………………. 51

4.10 Amplitudo pada F = 2 kg; P-05 ………………………………………. 52

4.11 Hasil Pengukuran Respon Getaran pada Pompa dengan F = 2 kg Pada P-06 ……………………………………………………………. 54

4.12 Amplitudo pada F = 2 kg; P-06 …………………………………….. 55

4.13 Hasil Pengukuran Respon Getaran pada Electromotor pd F = 2 kg; P-07.. 57

4.14 Amplitudo pada F = 2 kg; P-07 …………………………………….. 58

4.15 Hasil Pengukuran Respon Getaran pada Electromotor pd F = 2 kg;P-08.. 60

4.16 Amplitudo pada F = 2 kg; P-08 …………………………………….. 60

4.17 Spesifikasi Pompa ………………………………………………… 73

4.18 Hasil Pengukuran pada Landasan dengan Gaya F = 2 kg pada P-01 …. 83

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

4.19 Hasil Pengukuran pada Landasan dengan Gaya F = 2 kg pada P-02 … 84

4.20 Hubungan Head, Kapasitas, dan Putaran ………………………….. 94

4.21 Hasil Pengolahan Data Getaran untuk Base Plate (landasan) Mesin Pompa Sentrifugal pd Titik P-01, P-02, P-03, P-04 Kondisi Domain. .. 102

4.22 Hasil Perhitungan Kecepatan Sudut dan Amplitude Landasan Pompa Sentrifugal pada Frekuensi Domain . ……………………………… 103

4.23 Hubungan Simpangan vs Frekuensi pada Titik P-01 ……..………… 104

4.24 Hubungan Kecepatan vs Frekuensi pada Titik P-01 …………….. 105

4.25 Hubungan Percepatan vs Frekuensi pada Titik P-01 ………………. 106

4.26 Hasil Rata-Rata Rekapitulasi Data Perhitungan toori dari Empat titik pada Landasan Kondisi Frekuensi Domain ………….

107

4.27 Hasil Rata-Rata Rekapitulasi Data Pengukuran Empat titik di Landasan Pada Kondisi Frekuensi Domain ………………………………… 107

4.28 Perubahan persentase hasil pengukuran dengan perhitungasn teori … 108

4.29 Hubungan Head, Kapasitas terhadap Displacement, Velocity, Acceleration pada Pompa P-05 dan Pompa P-06. …………………. 109

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul

Halaman

1.1 Kurva-Kurva Tinggi Tekan-Kapasitas Pompa-Pompa yang Beroperasi Secara Paralel ………………………………………………..

4

1.2 Standart ISO 10816-3 untuk getaran …………………………………… 5

2.1 Gerak Harmonik sebagai Proyeksi suatu Titik yang Bergerak pada Lingkaran ……………………………………………………….. 10

2.2 Gerak Periodek dengan Periode τ ……………………………………. 10

2.3 Sistem Pegas Massa dari Diagram Benda Bebas ……………………… 11

2.4 Sistem yang Teredam Karena Kekentalan dengan Eksitasi Harmonik .…………………………………………………………… 12

2.5 Model Pendekatan Getaran ……………………………………………. 14

2.6 Karakteristik Sinyal Statik dan Dinamik ……………………………… 17

2.7 Hubungan Data Time Domain dan Frekuensi Domain ………………. 18

2.8 Kurva Head dan Kapasitas …………………………………………… 20

2.9 Hubungan Pompa Paralel …………………………………………….. 21

2.10 Kerangka konsep ……………………………………………………. 25

3.1 Konstruksi Pompa Sentrifugal ……………………………………….. 26

3.2 Setting Eksperiment dan Alat Uji ………………………………….. 27

3.3 Konstruksi Pompa Sentrifugal ……………………………………….. 27

3.4 Pelaksanaan penelitian ……………………………………………….. 30

4.1 Hubungan Amplitudo dengan Waktu pada F = 2 kg, P-01 ….…………. 36

4.2 Hubungan Simpangan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-01 …..………… 36

4.3 Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-01 ………….…. 37

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

4.4 Hubungan Percepatan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-01 …..………... 38

4.5 Hubungan Simpangan dengan Frekuensi pada F = 2 kg, P-01 …..…….. 38

4.6 Hubungan Amplitudo dengan Waktu pada F = 2 kg, P-02 ………….. 40

4.7 Hubungan Simpangan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-02 …………. 41

4.8 Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-02 ………….. 41

4.9 Hubungan Percepatan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-02 ………… 42

4.10 Hubungan Simpangan dengan Frekuensi pada F = 2 kg, P-02 ………… 43

4.11 Hubungan Amplitude dengan Waktu pada F = 2 kg, P-03 ……………. 44

4.12 Hubungan Simpangan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-03 ……………. 45

4.13 Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-03 ……………. 45

4.14 Hubungan Percepatan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-03 …………… 46

4.15 Hubungan Simpangan dengan Frekuensi pada F = 2 kg, P-03 ………… 47

4.16 Hubungan Amplitude dengan Waktu pada F = 2 kg, P-04 ……………. 48

4.17 Hubungan Simpangan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-04 …………. 49

4.18 Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-04 …………

49

4.19 Hubungan Percepatan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-04 …………… 50

4.20 Hubungan Simpangan dengan Frekuensi pada F = 2 kg, P-04 ……….. 51

4.21 Hubungan Amplitudo dengan Waktu pada F = 2 kg, P-05 ………….. 52

4.22 Hubungan Simpangan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-05 …………. 53

4.23 Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-05 ………….. 53 4.24 Hubungan Amplitudo dengan Waktu pada F = 2 kg, P-06 …………… 55

4.25 Hubungan Simpangan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-06 ………….. 56

4.26 Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-06 …………… 56

4.27 Hubungan Simpangan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-07 …………… 58

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

4.28 Hubungan Simpangan dengan Frekuensi pada F = 2 kg, P-07 ………… 59
4.29 Hubungan Amplitudo dengan Waktu pada F = 2 kg, P-08 ……………. 61
4.30 Hubungan Simpangan dengan Waktu pada F = 2 kg, P-08 ………….. 61
4.31 Hubungan Simpangan dengan frekuensi pada F = 2 kg, P-08 …………. 62
4.32 Hubungan Simpangan dengan Waktu arah aksial pada Landasan dengan F = 2 kg s/d 2,8 kg di P-01, P-02, P-03, P-04 ………. 63
4.33 Hubungan Simpangan dengan Waktu arah vertical pada Landasan dengan F = 2 kg s/d 2,8 kg di P-01, P-02, P-03, P-04 …….. 65
4.34 Hubungan Simpangan dengan Waktu arah horizontalb pada Landasan dengan F = 2 kg s/d 2,8 kg di P-01, P-02, P-03, P-04 ……… 66
4.35 Hubungan Simpangan dengan Waktu arah aksial pada Pompa dengan F = 2 kg s/d 2,8 kg di P-05,dan P-06 ……………….. 67
4.36 Hubungan Simpangan dengan Waktu arah vertikal pada Pompa dengan F = 2 kg s/d 2,8 kg di P-05,dan P-06 ………………… 68
4.37 Hubungan Simpangan dengan Waktu arah horizontal pada Pompa dengan F = 2 kg s/d 2,8 kg di P-05,dan P-06 ………………… 69
4.38 Hubungan Simpangan dengan Waktu arah aksial pada Electromotor dengan F = 2 kg s/d 2,8 kg di P-05,dan P-06 …………. 70
4.39 Hubungan Simpangan dengan Waktu arah vertikalpada Electromotor dengan F = 2 kg s/d 2,8 kg di P-05,dan P-06 ………….. 71
4.40 Hubungan Simpangan dengan Waktu arah horizontalpada Electromotor dengan F = 2 kg s/d 2,8 kg di P-05,dan P-06 …………... 72
4.41 Sistem yang Bergerak ………………………………………………… 74
4.42 Impeller Pompa ……………………………………………………….. 76
4.43 Poros Pompa ………………………………………………………… 79
4.44 Pembebanan pada Poros Pompa …………………………………….. 80
4.45 Gaya pada Poros Pompa …………………………………………….. 81
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

4.46 Grafik Hubungan Head dan Kapasitas ………………………………. 93

4.47 Hubungan Putaran dan Kapasitas …………………………………….. 94

4.48 Hubungan Putaran dan Head ………………………………………….. 95

4,49 Batang Landasan Mesin Profil U 680 x 60 x 80 ………………………. 98

4,50 Batang Landasan Mesin Profil U 500 x 60 x 80 …………………….... 99

4.51 Hubungan Simpangan dengan Frekuensi di Titik P-01 ……………….. 104

4.52 Hubungan Kecepatan dengan Frekuensi di Titik P-01 ……………… 104

4.53 Hubungan Percepatan dengan Frekuensi di Titik P-01 ……………. 105

4.54 Hubungan Head dengan Simpangan, Kecepatan, percepatan Pada Pompa P-05, P-06. ………………………………………….

108

4.55 Hubungan Kapasitas dengan Frekuensi pada Pompa P-05, dan P-06. ……………………………………………………

109

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Judul

Halaman

Set Up Pengukuran Pompa Sentrifugal …………………… 115 Alat Uji Pengukuran Getaran …………………………… 116 Laser Tachometer ……………………………………….. 117 Digital Amperemeter ……………………………………… 118 Gambar Sket Pompa Sentrifugal ………………………… 119 Gambar Pompa Sentrifugal ……………………………… 120 Manometer …………………………………………….. 121 Spesifikasi Alat-Alat …………………………………… 122 Alat Ukur Timbangan …………………………………. 123 Data Hasil Pengukuran ………………………………… 124

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

Simbol A Α d E f fn G g H Hl Ip Jo K L

DAFTAR ISTILAH
Besaran Luas penampang Amplitudo Diameter Modulus Elastisitas Frekuensi Frekuensi natural Modulus elastisitas geser Gaya gravitasi Head Head losses Momen inersia polar Momen inersia Kekakuan Panjang

Satuan mm 2 m ;rad mm N/m2 Hz Hz N/m2 m/dt2 m m kg.m2 m4
Nm/rad m

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

m Massa n Putaran p Daya T Torsi mekanik vc Volume W Berat x Vektor Simpangan arah x

N rpm KW Nm m3
N m

.
x Vektor Kecepatan arah x m/dt

..

x

Vektor Percepatan arah x

m/dt2

y Vektor Simpangan arah y

m

.
y Vektor Kecepatan arah y

m/dt

..
y Vektor Percepatan arah y m/dt2

z Vektor Simpangan arah z

m

.
z Vektor Kecepatan arah z
..
z Vektor Percepatan arah z

m/dt m/dt2

τ Periode osilasi

dt

σ t Tegangan tarik ρ Kerapatan massa

N/mm2 kg/m3

θ

Beda fasa antara gaya-gaya perpindahan

rad

ζ ratio redaman

-

X Vektor Amplitudo

m

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

ω Frekuensi pribadi teredam k

rad/dt

ω Frekuensi pribadi tak teredam

rad/dt

n

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Pompa sentrifugal adalah salah satu jenis pompa yang sangat banyak dipakai
oleh dunia industri terutama industri pengolahan dan pendistribusian air. Ada beberapa keunggulan pompa sentrifugal yaitu :
1. Konstruksinya sederhana dan mudah pemasangannya. 2. Perawatan, kapasitas dan head yang tinggi.
3. Harga relatif murah, tetapi kehandalannya tinggi. Walaupun banyak terdapat kelebihan dan kehandalan dari pompa sentrifugal ini
tetapi masih sering dijumpai kegagalan pengoperasian yang terjadi dilapangan, hal ini terutama terjadi yang disebabkan oleh kesalahan waktu pemasangan dan pengoperasian, seperti penyetelan sambungan pada pompa dan motor, pondasi pompa, penggunaan bentuk maupun bahan rangka pompa, getaran pada pipa tekan dan kavitasi.
Kelemahan lainnya adalah kesalahan perencanaan yang mengakibatkan timbulnya getaran yang tinggi pada pengoperasian pompa. Disamping itu , pemberhentian pompa juga memberikan getaran yang besar pada pompa, dimana pompa dioperasikan dalam kondisi katup tertutup. Selain beberapa keunggulan serta kelemahan secara paralel dengan pengoperasian , masih diperlukan penelitian yang lebih dalam tentang pengoperasian yang terbaik dari susunan pompa variasi beban
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

gaya dan kapasitas sehingga pompa dapat beroperasi dalam keadaan getaran yang rendah dan getaran itu dapat menjadi indikator kinerja dari pompa. Pengujian dan penyelidikan getaran pada pompa yang disusun secara paralel telah dilakukan oleh beberapa peneliti dan balai pengujian dengan mengkaji beberapa aspek yang berbeda.
Getaran yang terjadi akibat pengoperasian pompa sentrifugal yang disusun paralel adalah getaran relative antara satu pompa dengan pompa yang lain. Getaran ini disebabkan :
1. Ketidak homogenan material pompa 2. Ketidak sempurnaan sistem penggerak pompa 3. Fluktuasi gaya 4. Fenomena kavitasi 5. Getaran luar yang ditransmisikan melalui pondasi Getaran akibat sistem operasi pompa termasuk getaran eksitasi sendiri yang energi eksitasinya termasuk dari dalam pompa itu sendiri, sedangkan tiga penyebab getaran yang lain termasuk eksitasi luar yang menimbulkan getaran paksa. Getaran akibat susunan parallel timbul bilamana kapasitas, putaran, kavitasi, ketidak sempurnaan sistem penggerak pompa menimbulkan ketidak stabilan dan amplitude getarannya membesar dimana frekuensi eksitasinya mendekati frekuensi pribadi[24]
Secara garis besar banyak factor yang berpengaruh terhadap getaran pada sistem operasi paralel yaitu :
1. Aspek parameter operasi diantaranya : Kapasitas, Putaran, kecepatan aliran,
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

jenis fluida, bentuk impeller, jumlah sudu, bentuk sudu dan viskositas fluida. 2. Aspek struktur pompa diantaranya kekakuan statik, redaman, frekuensi
pribadi dan massa getar. Dengan semakin majunya teknik perawatan peralatan mesin yang ditandai dengan digunakannya teknik predictive maintenance yang berdasarkan kepada perhitungan kondisi mesin ketika beroperasi. Teknik ini bergantung kepada kenyataan bahwa sebahagian besar mesin akan memberikan peringatan sebelum terjadi kerusakan atau kegagalan. Beberapa gejala kegagalan pada mesin tersebut dapat diprediksi dari beberapa analisa seperti analisa vibrasi, analisa temperatur serta analisa keausan peralatan juga usia dari mesin itu sendiri, dimana mesin pompa sentrifugal ini telah berusia ± 25 tahun apakah masih layak dipergunakan sebagai alat percobaan dilaboratorium Dari latar belakang keadaan diataslah maka dipandang perlu kiranya dilakukan suatu penelitian eksperimen tentang pengaruh susunan pompa paralel terhadap karakteristik vibrasi pompa sentrifugal satu tingkat (Single stage). Bila kebutuhan pemompaan bervariasi, adalah lebih ekonomis untuk memasang beberapa unit pompa yang kecil secara paralel dibandingkan dengan pemasangan satu unit pompa yang berkapasitas besar. Untuk unit-unit yang bekerja dengan baik , pompa-pompa ini haruslah bekerja pada daerah yang stabil kurva–kurva karakteristiknya. Hal tersebut dapat kita lihat pada Gambar 1.1 .[9]
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

Sumber :Church,A,H Pompa dan Blower Sentrifugal , Penerbit Erlangga , 1986
Gambar 1.1 . Kurva–kurva tinggi tekan- kapasitas pompa-pompa Yang beroperasi secara paralel
1.2 Perumusan Masalah Penggunaan respon vibrasi dari aspek mekanis sebagai indikator perawatan
memberikan kemudahan pengujian dan titik pengujian tepat pada gaya penggerak , serta informasi maksimum dan pengujian dilakukan tanpa menyambung dan menggangu operasi peralatan mekanik. Dengan kemajuan teknologi perawatan peralatan mekanik sistem predictive maintenance sebagai manajemen perawatan peralatan mekanik, maka Pengujian getaran mekanik vibrasi sangat diperlukan sebagai indikator perawatan.[4]
Walaupun pembuatan pompa sentrifugal semakin maju namun sampai saat ini sangat sulit untuk mencari standard vibrasi untuk pompa sentrifugal yang disusun secara paralel, bahkan pabrik pembuat pompa tidak memberikan standard vibrasi dari
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

pompa buatannya. Standart ISO 10816-3 untuk standart getaran dapat dilihat pada Gambar 1.2
Gambar 1.2 Standart ISO 10816-3 untuk getaran. [9] Dari Gambar 1.2 dapat dilihat bahwa sesuai standart ISO 10816-3 untuk getaran dikategorikan kepada 4 zona yaitu : 1. Zona A berwarna hijau, getaran dari mesin sangat baik dan dibawah
getaran yang diijinkan. 2. Zona B berwarna hijau muda, getaran dari mesin baik dan dapat
dioperasikan tanpa larangan.
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

3. Zona C berwarna kuning, getaran dari mesin dalam batas toleransi dan hanya dioperasikan dalam waktu terbatas.
4. Zona D berwarna merah, getaran dari mesin dalam batas berbahaya dan dapat terjadi kerusakan sewaktu-waktu.
Batasan masalah yang dilakukan meliputi : 1. Pengukuran vibrasi pada pompa yang disusun secara paralel. 2. Pengukuran putaran operasi dengan tachometer. 3. Variasi beban gaya yang diberikan dinamometer pada pompa susunan paralel 4. Pembuatan operasional dinamometer untuk mengukur daya mekanis.
1.3 Tujuan Penelitian 1.3.1. Tujuan Umum
Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan kajian eksperimental susunan Pompa secara parallel terhadap karakteristik vibrasi pompa Sentrifugal satu tingkat 1.3.2. Tujuan Khusus
Tujuan khusus adalah : 1. Mendapatkan besarnya vibrasi pompa sentrifugal satu tingkat pada susunan
paralel variasi beban gaya dan kapasitas berupa data : a. Simpangan b. Kecepatan c. percepatan
2. Mendapatkan vibrasi masing – masing pompa yang disusun paralel. 3. Verifikasi hasil eksperiment dan teoritis
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

4. Mendapatkan frekuensi natural sistem (teoritis).
1.4 Manfaat Penelitian Penelitian ini merupakan suatu upaya nyata dari pihak perguruan tinggi
dalam memberikan informasi kepada dunia industri tentang hubungan pompa sentrifugal yang dihubungkan secara paralel terhadap vibrasi yang timbul. Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Memberikan informasi tentang pengujian getaran pada pompa sentrifugal yang diberi beban gaya dan dihubungkan secara Paralel
2. Memberikan informasi kepada dunia industri yang menggunakan pompa sentrifugal susunan paralel tentang pemanfaatan sinyal vibrasi sebagai indikator perawatan atau maintenance.
3. Memberikan masukan kepada pembuat pompa untuk memberikan data vibrasi dari pompa yang diproduksi khususnya pompa yang disusun secara paralel sebagai acuan perawatan pompa
4. Untuk mengetahui apakah alat pompa sentrifugal ini masih layak dipergunakan sebagai alat percobaan dilaboratorium
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Pompa adalah salah satu dari jenis mesin – mesin fluida yang berguna untuk memindahkan suatu fluida cair dari suatu tempat ketempat lain. Pompa sentrifugal adalah salah satu jenis pompa yang sangat banyak dipergunakan. Dalam dunia industri biasanya pompa sentrifugal dapat beroperasi dengan maksimal dan tahan dioperasikan dalam waktu yang cukup lama, hal ini tidak terlepas dari jenis pompa apa yang kita pergunakan, pemasangan serta pengoperasian yang tepat sehingga akan bekerja sesuai dengan kegunaannya. Untuk menentukan apakah suatu peralatan bekerja sesuai dengan kondisi terbaiknya diperlukan indikator-indikator yang dapat bekerja dengan cepat dan efisien.
Vibrasi adalah salah satu indikator yang baik untuk menentukan apakah suatu peralatan beroperasi dalam keadaan baik. Semakin kecil nilai suatu vibrasi maka akan menjadi semakin baiklah peralatan itu, dan sebaliknya apabila suatu peralatan yang beroperasi mempunyai getaran yang besar atau tinggi, maka kondisi peralatan tersebut perlu diadakan pemeriksaan kembali. Oleh karena itu suatu peralatan yang beroperasi sebaiknya memiliki suatu nilai getaran standart dan batasan getaran yang diperbolehkan sesuai dengan standar dari pabrik pembuatnya, sehingga apabila nilai getaran yang terjadi diluar batasan yang diizinkan maka peralatan tersebut harus menjalani tindakan perawatan (maintenance).
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

2.1. Vibrasi

2.1.1. Gerak Harmonik

Gerak osilasi dapat berulang secara teratur, jika gerak itu berulang dalam

selang waktu yang sama, maka geraknya disebut dengan gerak periodik. Sedangkan

waktu pengulangannya disebut dengan periode osilasi dan kebalikannya yaitu f = 1/

disebut frekwensi. Jika gerak dinyatakan dalam fungsi waktu x(t), maka setiap gerak

periodik harus memenuhi hubungan (t) = x (t + ). Secara umum gerak harmonik

dapat dinyatakan dengan persamaan : [24]

x = A sin 2 t /

(2.1)

dimana

: A adalah amplitudo osilasi yang diukur dari posisi setimbang massa.

adalah priode dimana gerak diulang pada t = .

Gerak harmonik sering dinyatakan sebagai proyeksi suatu titik yang bergerak

melingkar dengan kecepatan yang tetap pada suatu garis lurus seperti terlihat pada

Gambar 2.1 dengan kecepatan sudut garis OP sebesar , maka perpindahan

simpangan x dapat dituliskan sebagai : x = A sin t

(2.2)

Besarnya biasanya diukur dalam radian perdetik dan disebut frekwensi lingkaran.

Oleh karena itu gerak berulang dalam 2 radian, maka didapat hubungan :

=2 /t =2 .f

(2.3)

Dengan dan f adalah periode dan frekwensi gerak harmonik berturut turut dan

biasanya diukur dalam detik dan siklus perdetik.

Kecepatan dan percepatan gerak harmonik dapat diperoleh dengan mudah baik secara

diferensiasi simpangan gerak harmonik.

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

Dengan menggunakan notasi titik untuk turunannya, maka didapat :
.
x = A cos t = A sin ( t + /2)
..
x = - A sin t = 2 A sin ( t + )
Xxx

( 2.4) (2.5)

Gambar.2.1. Gerak harmonik sebagai proyeksi suatu titik yang bergerak pada Lingkaran
2.1.2. Gerak Periodik Pada getaran biasanya beberapa frekwensi yang berbeda ada secara bersama-
sama. Sebagai contoh, getaran dawai biola terdiri dari frekwensi dasar f dan semua harmoniknya 2f, 3f dan seterusnya.. Contoh lain adalah getaran bebas sistem dengan banyak derajat kebebasan, dimana getaran pada tiap frekwensi natural memberi sumbangannya. Getaran semacam ini menghasilkan bentuk gelombang kompleks yang diulang secara periodik seperti gambar berikut:
X(t)
t
τ Gambar.2.2. gerak periodik dengan periode .
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

2.1.3. Getaran Bebas (Free Vibration) Getaran bebas terjadi jika sistem berosilasi karena bekerjanya gaya yang ada
dalam sistem itu sendiri (inherent) dan apabila tidak ada gaya luar yang bekerja. Sistem yang bergetar bebas akan bergetar pada satu atau lebih frekwensi naturalnya yang merupakan sifat dinamika yang dibentuk oleh distribusi massa dan kekakuannya.

Posisi tanpa peregangan Δ



w

k (Δ + X) x

Posisi kesetimbangan statik

m
.
X

..
X

Gambar 2.3. Sistem pegas-massa dari diagram benda bebas

Hukum Newton kedua adalah dasar pertama untuk meneliti gerak sistem, pada

Gambar 2.3 terlihat perubahan bentuk pegas pada posisi kesetimbangan adalah dan

gaya pegas adalah k yang sama dengan gaya gravitasi yang bekerja pada massa m.

K = w = mg

(2.6)

Hukum Newton kedua untuk gerak diterapkan pada massa m :

..
m x = F = w - k ( + x)

(2.7)

Dan karena k = w, maka diperoleh :

..
m x = - kx

Frekwensi lingkaran

2 n

= k /m, sehingga persamaan (2.8) dapat ditulis :

(2.8)

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

ω..
x+

2 x=0

n

(2.9)

Sehingga persamaan umum persamaan differensial linier orde kedua yang homogen :

x = A sin n t + cos n t

(2.10)

Periode natural osilasi dibentuk dari n = 2 atau = 2 m/k
dan frekwensi natural adalah : fn = 1 / = 1/2 k / m

(2.11) ( 2.12)

2.1.4 Getaran Paksa (Forced Vibration) Eksitasi harmonik sering dihadapi dalam sistem rekayasa yang biasanya
dihasilkan oleh ketidakseimbangan pada mesin –mesin yang berputar. Eksitasi harmonik dapat berbentuk gaya atau simpangan beberapa titik dalam sistem. Getaran yang terjadi karena rangsangan gaya luar disebut getaran paksa.

Gambar 2.4. Sistem yang teredam karena kekentalan dengan eksitasi harmonik

Persamaan differensialnya adalah [24]
.. .
.m. x + c x + kx = Fo Sinω t

(2.13)

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

Solusi khusus persamaan keadaan tunak (steady state) dengan frekwensi yang

sama dengan frekwensi eksitasi dapat diasumsikan berbentuk :

x = X sin ( t - Φ )

( 2.14)

Dengan x adalah amplitude osilasi dan adalah perbedaan fase simpangan terhadap

gaya eksitasi, sehingga diperoleh :

x = fo
ω( k − m 2)2 + (cω ) 2

(2.15)

dan

ω= tan-1 . cω k−m

2

(2.16)

Dengan membagi pembilang dan penyebut persamaan (2.15) dan (2.16) dengan k,

akan diperoleh :

x = Fo / k (1− mw2 / k)2 + (cw / k)2

(2.17)

tan = cw / k 1− mw / k

(2.18)

Persamaan-persamaan selanjutnya dapat dinyatakan dalam besaran-besaran sebagai

berikut :

n = k / m = frekwensi osilasi tanpa redaman.

Cc = 2 m n = redaman kritis.

= C/ Ce = factor redaman

ϖ

C / k = C/ Ce = Ce

/k = 2

= ϖn

Jadi persamaan amplitudo dan fasa yang non dimensional akan menjadi :

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

Xk

= 1/

(1− ( ϖ ) 2 )2 + (2

ϖ (

))2

Fo ϖn ϖn

tan

=

2ς (ϖ 1− (ϖ

/ϖn) /ϖn)

2

(2.19)

2.1.5. Landasan Teori Pengujian Getaran Mesin Getaran yang timbul pada pompa dikarenakan oleh putaran motor melalui
koupling dan impeller sehingga dapat dianalisa sesuai dengan gerak yang timbul. Dalam kondisi ini dapat diasumsikan bahwa akan terjadi torsi yang dihasilkan
motor melalui mekanisme koupling. Untuk memudahkan analisa gerak, maka Gambar 2.5 dapat disederhanakan menjadi: :

. model fisis system diidealisasi Gambar 2.5 Model pendekatan getaran Persamaan pada kondisi normal sesuai dengan hukum Newton yaitu
..
M =Jθ Maka didapat :

(2.20)

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

..
(J01 + J02 ) θ + kt = T0 sin t Untuk gerak harmonik maka berlaku :

(2.21)

θ = A sin t

( 2.22)

.
θ = A cos t

(2.23)

..
θ = - 2 A sin t

Sehingga

(J01 + J02) (- 2 A sin ) + Kt (Asin ) = T 0 Sin (Kt - (J01 + J02) 2 ) A = T0

amplitudo getarannya adalah :

(2.24)

A=

To (Kt − (J01 + J02 )ϖ 2 )

Besarnya frekwensi pribadi system adalah

(2.25)

n = K1 /(J01 + J02 )

(2.26)

Kekakuan yang terjadi pada poros (K ) adalah

K

= Ip

G L

(Nm / rad)

(2.27)

Dimana I p adalah momen inersia polar penampang melintang poros (m4)

Ip =

π d4 32

maka K = π d 4G 32L

Massa momen inersia impeller dan kopling (Jo)

Untuk menghitung momen inersia pada impeller dan kopling dapat dihitung dari

persamaan :

Vp =

d

2 p

t

p

/4

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

Maka :

j0

=

wc .d 8g

2

atau

j0

= vc .ρ .d 2 8

(2.28)

Torsi yang bekerja pada sistem (T) dianggap mengalami torsi harmonik sehingga

T(t) = To sin t ini diasumsikan bahwa torsi maksimum bekerja pada

keadaan sin t = 1, maka akan berlaku :

T(t) = To : To = 60xP 2π n

(2.29)

2.1.6. Pengolahan Data Vibrasi 2.1.6.1. Data Domain Waktu (Time Domain)
Pengolahan data time domain melibatkan data hasil pengukuran objek pemantauan sinyal getaran, tekanan fluida kerja, temperatur fluida kerja maupun aliran fluida kerja. Pada perakteknya pengukuran tekanan dengan menggunakan sensor tekanan tipe piezoelektrik memungkinkan mengukur sifat tekanan yang dinamik, sehingga dapat diamati perubahan tekanan dalam ruang bakar suatu mesin Diesel atau perubahan tekanan fluida kerja yang mengalir dalam pipa. Dalam kasus pengukuran temperatur dengan termometer yang konvensional karena karakteristik alat ukurnya, maka tidak dapat dilakukan pengukuran temperatur secara dinamik. Demikian pula halnya dengan pengukuran aliran fluida kerja, sehingga untuk memungkinkan pengukuran objek pemantauan berupa sinyal dinamik, maka diperlukan sensor yang memiliki karakteristik dinamik tertentu. Hasil pengukuran objek pemantauan dalam domain waktu dapat berupa sinyal :

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

a. Sinyal statik, yaitu sinyal yang karakteristiknya (misalkan amplitudo, arah

kerja) yang tidak berubah terhadap waktu.

b. Sinyal dinamik, yaitu sinyal yang karakteristiknya berubah terhadap waktu

sehingga tidak konstan.

Sinyal dinamik yang sering ditemui dalam perakteknya berasal dari sinyal getaran,

baik yang diukur menggunakan accelerometer, vibrometer, maupun sensor

simpangan getaran .

AA

Statik

Dinamik

++

0 _ waktu

0 _ waktu

Gambar 2.6 Karakteristik Sinyal Statik dan Dinamik
Untuk keperluan pengolahan sinyal getaran dalam Time Domain , perlu diperhatikan karakteristik sinyal getaran yang dideteksi oleh masing – masing sensor percepatan, kecepatan dan simpangan getaran (Displacement).[24]
2.1.6.2. Data Domain Frekwensi (Frekwensi Domain) Pengolahan data frekwensi domain umumnya dilakukan dengan tujuan :
1. Untuk memeriksa apakah amplitudo suatu frekwensi domain dalam batas yang diizinkan adalah standard.

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

2. Untuk memeriksa apakah amplitudo untuk rentang frekwensi tertentu masih berada dalam batas yang diizinkan.
3. Untuk tujuan keperluan diagnosis. Dalam prakteknya proses konversi ini dilakukan dengan menggunakan
proses Transformasi Fourier Cepat ( Fast Fourier Transformation , FFT).

Time Domain

F

F F T

F T

Frequency Domain

Gambar 2.7 Hubungan Data Time Domain dengan Frequency Domain

Data domain waktu merupakan respon total sinyal getaran, sehingga karakteristik masing-masing sinyal getaran tidak terlihat jelas. Dengan bantuan konsep deret fourier, maka sinyal getaran ini dapat dipilih-pilih menjadi komponen dalam bentuk sinyal sinus yang frekwensinya merupakan frekwensi-frekwensi dasar dan harmonik. 2.2. Pompa 2.2.1. Teori Dan Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal
Pompa adalah suatu mesin fluida yang berfungsi untuk mengalirkan fluida dari tempat yang energinya lebih rendah ketempat yang energinya lebih tinggi. Oleh

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

karena itu pompa merupakan suatu mesin kerja, dimana pada saat sekarang ini penggunaannya sangat luas dalam kehidupan untuk mengalirkan fluida cair
Pada umumnya pompa memiliki satu atau lebih impeller dengan sudu-sudu yang dipasang pada impeller tersebut dan diselubungi oleh rumah pompa (casing). Fluida memasuki impeller secara aksial dengan kecepatan tertentu yang mempunyai energi kinetis dan energi potensial oleh sudu-sudu impeller yang berputar dengan kecepatan tinggi. Fluida dikumpulkan di rumah volute yang merupakan energi kinetis menjadi energi tekanan yang disebabkan karena adanya perubahan momen, maka fluida yang terdapat di antara sudu-sudu menerima gaya sentrifugal sehingga cairan dilemparkan keluar dengan kecepatan tinggi.[5]
2.2.2 Pengoperasian Pompa Dalam pengoperasiaanya pompa harus memenuhi head dan kapasitas
yang diinginkan, kemampuan pompa dalam hal ini dapat dilihat pada kurva karakteristik pompa. Besarnya head pompa dalam sistem pemipaan merupakan head yang dibutuhkan untuk mengalirkan fluida melalui instalasi pemipaan, yang terdiri dari head statis. Head statis adalah beda ketinggian permukaan dan tekanan pada kedua permukaan. Head sistem pemipaan ini dapat digambarkan sebagai kurva head kapasitas yang merupakan kurva static pemipaan seperti terlihat pada Gambar kurva.2.8 .
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

Head (H) H ap

Kurva karakteristik pompa

Titik operasi

Kurva Karakteristik pipa
HStatis

Kapasitas (Q)

Gambar 2.8 Kurva Head dan Kapasitas

Pada Gambar 2.8 titik operasi pompa pada titik ini head yang diperlukan oleh sistem pemipaan sama dengan head yang diberikan pompa pada kapasitas aliran yang sama Kurva head kapasitas pada sistem pemipaan dapat berubah seperti pada head statis atau tahanan sistem pemipaan berubah.

2.2.3. Hubungan Pompa Paralel Pada hubungan paralel dua buah pompa dihubungkan pada saluran keluar
yang sama terlihat pada Gambar 2.9., untuk mencegah jangan sampai sebuah pompa mengalirkan kembali zat cair kedalam saluran isap pompa lain, umpamanya bila pompa yang terakhir ini tidak bekerja, maka perlu memasang sebuah katup dibelakang setiap pompa. Dua buah pompa yang sejenis pada tinggi tekan secara manometer yang sama akan menghasilkan kuantitas zat cair yang sama besar. Jadi aliran volume dari kedua buah pompa ini pada tinggi tekan yang sama besar menjadi dua kali lebih besar dari pada satu pompa.[21]

Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

• Tekan

tekan

Isap
Gambar 2.9. Hubungan pompa parallel
2.2.4. Penyebab Vibrasi dari berbagai aspek Pada Pompa Sentrifugal Setiap benda yang terbuat dari material yang elastic (termasuk didalamnya
metal) umumnya mempunyai periode vibrasi. Hal ini terjadi karena komponen pompa tidaklah mutlak seragam terhadap garis tengah dari poros pompa. Ada beberapa penyebab vibrasi pada pompa :[24] A Vibrasi yang ditinjau dari aspek mekanis pada pompa
1. Tidak balansnya komponen pompa yang berputar (impeller atau shaft) 2. Bengkoknya shaft 2 Tegangan pada pipa 3 Kerusakan pada bearing 4 Mengendurnya ikatan baut 5 Pondasi kurang lebar
Suriady Sihombing: Kajian Eksperimental Susunan Pompa Secara Pararel Terhadap Karakteristik Vibrasi Pompa Sentrifugal Satu Tingkat, 2008. USU e-Repository © 2008

B Vibrasi yang disebabkan aspek hidrolis 1. Pengoperasian dibawah best effisiensi point pompa 2. Kavitasi 3. Vane impeller berputar terlalu dekat dengan pengarah air pompa 4. Masuknya udara pada pompa 5. Terjadinya turbulence 6. Water hammer
C Vibrasi yang disebabkan lainnya 1. Terjadinya harmonic akibat vibrasi peralatan didekatnya 2. Pengoperasian pompa

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 2934 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

36 749 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

33 648 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

15 419 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

24 575 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

49 880 50

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

14 533 17

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

21 790 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