2
u = kecepatan tangensial keluar impeler
2
α = sudut absolut keluar impeler
2
β = sudut tangensial keluar impeler
4.3 Perencanaan Sudu Impeler 4.3.1 Jumlah sudu
Jumlah sudu-sudu haruslah sedemikian sehingga dapat memberikan pengarahan yang baik pada fluida. Jumlah sudu yang terlalu banyak akan menyebabkan
kerugian gesek yang besar. Menurut [lit. 10 hal 115], jumlah sudu dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut :
+
− +
= 2
sin 5
, 6
2 1
1 2
1 2
β β
D D
D D
Zi
dimana :
2
D = diameter luar impeler = 138 mm
1
D = diameter sisi masuk impeler = 37 mm
1
β = sudut tangensial sisi masuk impeler = 20
o 2
β = sudut tangensial sisi keluar impeler = 30,4
o
sehingga :
+
−
+ =
2 4
, 30
20 sin
37 138
37 138
5 ,
6 Zi
= 4,8 = 5 buah
4.3.2 Tebal Sudu
Universitas Sumatera Utara
Menurut [lit. 10 hal. 106], tebal sudu diperoleh dari persamaan sebagai berikut : t
si
= β
ε π
sin 1
. Zi
D −
dimana : D = diameter impeler
Zi = jumlah sudu ε = faktor kontraksi
β = sudut tangensial
4.3.2.1 Tebal sudu pada sisi masuk Dari perhitungan sebelumnya pada sisi masuk impeler diperoleh :
D
1
= 37 mm
1
β =20 Zi = 5 buah
ε
= 0,8 – 0,9 diambil 0,9 sehingga :
t
si-1
=
20 sin
5 9
, 1
. 40
. x
−
π
= 0,8 mm
4.3.2.2 Tebal sudu pada sisi keluar Dari perhitungan sebelumnya pada sisi keluar impeler diperoleh :
D
2
= diameter sisi keluar impeler = 138 mm
2
ε = faktor kontraksi pada sisi keluar 0,9 – 0,95, diambil 0,925 Zi = jumlah sudu = 5 buah
2
β = sudu tangensial sisi keluar = 30,4
sehingga :
Universitas Sumatera Utara
t
si-2
=
4 ,
30 sin
5 92
, 1
. 138
. x
−
π
= 3,5 mm
4.3.3 Jarak Antar Sudu Impeler
Jarak antar sudu dapat dihitung dengan persamaan : P
v
=
Zi D
1
.
π
a. Jarak antar sudu pada sisi masuk P
v-1
P
V-1
=
5 37
x
π = 23,25 mm
b. Jarak antar sudu pada sisi keluar P
v-2
P
V-2
= 5
138 x
π = 86,7 mm
4.3.4 Melukis Bentuk Sudu Impeler
Menurut [lit.10 hal.106] ada dua metode yang digunakan dalam melukis bentuk sudu, yaitu :
1. Metode arkus tangen 2. Metode koordinat polar
Dalam perencanaan ini digunakan metode arkus tangen. Pada metode ini impeler dibagi atas beberapa lingkaran konsentris antara jari-jari R
1
dan R
2.
Jarak antar masing-masing lingkaran
R ∆
adalah :
R ∆
=
I R
R
1 2
−
Universitas Sumatera Utara
dimana : R
1
= jari-jari lingkaran susu sisi masuk impeler = D
1
2 = 372 = 18,5 mm
R
2
= jari-jari lingkaran sudu sisi keluar = D
2
2 = 1382 = 69 mm
I = jumlah bagian yang dibentuk oleh lingkaran kosentris = 4 bagian
maka :
R ∆
=
4 5
, 18
69 −
= 12,625 mm Perubahan besar sudut kelengkungan
si
β ∆ linier terhadap perubahan
R ∆
dihitung menurut persamaan :
si
β ∆ =
4
1 2
β β
−
=
4 20
4 ,
30 −
= 2,6 Jari-jari kelengkungan yang berada pada setiap lingkaran dapat dihitung menurut
[lit.9 hal 111],dengan persamaan :
cos cos
2
2 2
i R
R R
R R
i i
k
β β
− −
=
dimana :
Universitas Sumatera Utara
i = menyatakan lingkaran bagian dalam o = menyatakan lingkaran luar
Harga-harga dari setiap busur dan sudut pada setiap bagian lingkaran yang membentuk sudut impeler dapat dihitung dan tabel 4.1 berikut :
Tabel 4.1 Jari-jari busur sudu impeler
Lingkaran Rmm R
2
β
Cos
β
R cos
β
Rcos
i
R β
β cos
− Γ
1 b
c d
2 18,5
31,125 43,75
56,375 69
342,25 968,765
1914,062 3178,14
4761 20
22,6 25,2
27,8 30,4
0,939 0,923
0,904 0,884
0,862 17,37
28,728 39,55
49,835 59,478
11,358 10,822
10,285 9,643
27,58 43,67
61,45 82,07
Adapun langkah-langkah melukis sudu impeler adalah sebagai berikut: 1.
Gambar lingkaran 1 dan 2,jari-jari
1
R = 18,5 mm dan
2
R = 69 mm, pusat titik O.
2. Gambarkan lingkaran a,b,c diantara
1
R dan
2
R dengan
R ∆
= 12,625 mm. 3.
Garis OA dibuat dengan menarik garis dari titik pusat lingkaran O hingga memotong lingkaran I.
4. Buat garis yang membentuk sudut
1
β = 20 terhadap garis OA. Titik pusat busur
yang pertama adalah B terletak pada garis AB yang jaraknya sebesar
k
R = 27,58 mm dari titik A.
5. Gambar busur lingkaran dari titik A dengan jari-jari busur
k
R = 27,58 mm sehingga memotong lingkaran a di titik C.
6. Tarik garis dari titik C ke B dan buat titik D sejauh
k
R = 43,27 mm dari titik C. Titik ini merupakan titik pusat busur kedua.
Universitas Sumatera Utara
7. Gambar busur lingkaran dari titik C dengan
k
R = 43,27 mm sehingga memotong lingkaran b di titik E.
8. Perpanjangan garis ED dan buat titik F sejauh
k
R = 61,45 mm dari titik E. Titik ini menjadi pusat busur ketiga.
9. Gambar busur lingkaran dari titik E dengan jari-jari busur
k
R = 61,45 mm sehingga memotong lingkaran c di titik G
10. Perpanjang garis GF dan buat titik H pada garis Hini sejauh
k
R = 82,07 mm dari titik G. Titik ini menjadi pusat busur keempat.
11. Gambar busur lingkaran dari titik G dengan jari-jari
k
R = 82,07 mm sehingga memotong lingkaran 2 di titik I.
Universitas Sumatera Utara
4.3.5 Panjang Sudu
