83 r = jari – jari impeller m
Impeler pompa sentrifugal mempunyai ukuran sebagai berikut : M = 2.85 kg, r = 0.1075 m sehingga :
Jp = Mr
2
= 2.850.1075
2
= 0.033 kgm
2
Berdasarkan perhitungan momen inersia dari bagian – bagian yang berputar dari motor dc, kopling dan pompa sentrifugal maka momen inersia total dapat dihitung
dengan persamaan : J = J
M
+ J
K
+ J
P
J = 0,022 + 0.001 + 0.033 = 0.056 kgm
2
IV.4 Metode Perencanaan Instalasi Pompa IV.4.1 Umum
Dalam memilih suatu pompa untuk maksud tertentu, terlebih dahulu harus diketahui kapasitas aliran serta head yang diperlukan untuk mengalirkan zat cair
yang akan dipompa pada instalasi yang akan dibuat. Selanjutnya, untuk menentukan penggerak mula yang akan dipakai harus
lebih dahulu dilakukan penyelidikan tentang jenis sumber tenaga yang dapat dipergunakan di tempat yang bersangkutan. Pedoman dalam menentukan jenis
pompa yang digunakan adalah instalasi yang direncanakan.
Universitas Sumatera Utara
84
IV.4.2 Skema Instalasi Pompa yang Direncanakan
Instalasi yang direncanakan adalah sangat sederhana. Dimana instalasi yang direncanakan terdiri dari :
1 Roof Tank
Tangki atas atau dalam percobaan ini dipakai tong berfungsi sebagai tempat penampungan air yang telah dipompakan dari ground tank atau
tong bawah dengan kapasitas maksimum 183 liter dengan ukuran sebagai berikut :
Tinggi
: 86 cm
Diameter : 52 cm 2
Elbow Pada perencanaan ini dipakai 1 jenis elbow yaitu elbow 90
long regular ukuran 1.5 inchi sebanyak 7 elbow 3 dipasang pada pipa isap dan 4 pipa
tekan. 3
Pipa Pipa ini merupakan sarana penyaluran air dari ground tank ke roof tank.
Jenis ukuran pipa yang dipakai yaitu pipa isap dan pipa tekan yang berukuran 1.5 inchi.
4 Meja
Meja yang dimaksud dalam hal ini berfungsi sebagai dudukan pompa, agar pompa tetap kokoh saat memompakan air.
5 Pompa
Pompa yaitu sebagai alat untuk memindahkan atau mentransfer air dari tangki bawah ke tangki atas
Universitas Sumatera Utara
85 6
Ground tank Ground tank atau tangki bawah dalam hal ini tong juga berfungsi sebagai
sumber air yang akan dialirkan oleh pompa dengan kapasitas maksimum 206 liter dengan ukuran sebagai berikut.
Tinggi
: 90 cm
Diameter : 54 cm 7
Gate Valve Gate valve digunakan untuk mengatur kapasitas aliran yang dipompakan.
Gate valve yang digunakan adalah gate valve dengan ukuran 1.5 inchi yang dipasang pada pipa tekan.
Universitas Sumatera Utara
86 Adapun gambar dan bentuk instalasi yang akan dirancang adalah sebagai berikut :
Gambar 4.9 Skema Perencanaan Instalasi Pompa
Universitas Sumatera Utara
87
Gambar 4.10 Dimensi skema perencanaan instalasi pompa
Universitas Sumatera Utara
88
IV.4.3 Penentuan kapasitas
Dalam menentukan kapasitas kita perlu memperhatikan bagaimana bentuk instalasi yang kita rencanakan. Dalam hal ini yang perlu diperhatikan adalah
volume dari roof tank yang digunakan yaitu 100 liter dan tinggi air yang hendak dipompakan yaitu setinggi 47 cm. Dengan mempertimbangkan data – data diatas
dan melihat name plate dari pompa dan motor listrik sebagai penggerak mula yang digunakan pada instalasi yang akan dirancang maka kapasitas maksimum
yang ditetapkan adalah sebesar 50 ltrmenit.
IV.4.4 Penentuan Head Pompa pada Instalasi
Head total pompa yang harus disediakan pompa untuk mengalirkan jumlah fluida seperti yang direncanakan dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang akan
dilayani oleh pompa tersebut. Gambar sistem pemipaan pada pipa isap dan pipa tekan dapat dilihat pada
gambar 4.9 . Dengan menyatakan bahwa titik A pada permukaan fluida tangki
bawah dan titik B pada permukaan fluida tangki atas, maka head pompa secara umum dinyatakan dengan persamaan :
H
p
= ΔH
P
+ ΔH
V
+ H
S
+ H
L
Dimana : ΔH
P
= Perbedaan head tekanan m ΔH
V
= Perbedaan head kecepatan m H
S
= Head statis m H
L
= Kerugian Head m
Universitas Sumatera Utara
89
IV.4.4.1 Perbedaan Head Tekanan ΔH
P
Head tekanan merupakan energi yang dibutuhkan untuk mengatasi perbedaan tekanan pada sisi isap dengan sisi tekan. Dalam sistem kerja ini tekanan
air memasuki pompa adalah sama dengan tekanan keluar karena tangki terbuka sehingga tekanannya sama dengan tekanan udara yaitu 1 atmosfir, maka beda
head pada sistem ini adalah nol.
IV.4.4.2 Perbedaan Head Kecepatan ΔH
V
Dalam menentukan perbedaan head kecepatan aliran maka terlebih dahulu dicari besarnya kecepatan aliran dalam pipa. Pada perencanaan ini pipa
yang dipakai 1,5 inchi 0.0381 m karena Pompa sentrifugal sudah mempunyai ukuran nominal pemasangan pipa suction dan Discharge. Dengan ukuran pipa
tersebut, maka kecepatan aliran yang sebenarnya sesuai dengan persamaan kontinuitas :
V
S
=
S P
A Q
=
2 P
4Q
is
d
=
2 3
0381 .
14 .
3 10
6 5
4
ms
=
0.72 ms Diperoleh kecepatan aliran fluida masih sesuai.
Maka Head Kecepatan aliran adalah : ΔH
V
=
g V
2
2
=
81 .
9 2
72 .
2
m = 0.026 m
Universitas Sumatera Utara
90 Perbedaan Head Kecepatan aliran adalah nol oleh karena besarnya head kecepatan
pada sisi isap dan sisi tekan sama yaitu 0.026 m.
IV.4.4.3 Perbedaan Head Statis ΔH
S
Head statis adalah perbedaan ketinggian permukaan air pada reservoir atas dengan reservoir bawah seperti yang tampak pada gambar di atas.
Dalam perencanaan ini, besarnya head statis adalah : H
S
= 4.33 m Nilai head statis ini diasumsikan bahwa tinggi air pada permukaan ground
tank dengan roof tank tetap.
IV.4.4.4 Kerugian Head
Kerugian Head sepanjang pipa ini terbagi atas 2, yaitu kerugian akibat gesekan sepanjang pipa kerugian mayor h
f
dan kerugian akibat adanya kelengkapan pada instalasi pipa kerugian minor h
m
. Kerugian akibat gesekan tergantung pada kekasaran dalam pipa dan panjang pipa. Kerugian akibat
kelengkapan adalah kerugian akibat adanya perubahan arah aliran dan kecepatan aliran.
IV.4.4.4.1 Kerugian Head sepanjang Pipa Isap h
IS
1 Kerugian Head Akibat Gesekan Pada Pada Pipa Isap h
fs
Besarnya kerugian head akibat gesekan pipa isap menurut darcy – weiscbach dapat diperoleh dengan persamaan berikut :
g V
d L
f h
s is
s fs
2
2
Universitas Sumatera Utara
91 Dimana : h
fs
= kerugian karena gesekan m f = faktor gesekan diperoleh dari diagram moody
L
s
= panjang pipa hisap = 3.42 m d
is
= diameter dalam pipa = 0.0381 m V
s
= kecepatan aliran fluida = 0.72 ms Untuk menentukan faktor gesekan f terlebih dahulu ditentukan
alirannya apakah laminar atau turbulen dengan mencari harga bilangan Reynold Re, Dimana :
is s
d V
Re
Dengan : Re = Reynold number
= Viskositas kinematik, dimana harganya 1.02 x 10
-6
untuk tekanan 1 atm pada suhu 20
C Sehingga diperoleh :
6
10 02
. 1
0381 .
72 .
Re
=26894.1
4000 Maka aliran yang terjadi adalah aliran “turbulen”
Bahan pipa isap yang direncanakan adalah pipa PVC dimana bahan pipa yang direncanakan tersebut mempunyai kekasaran sebesar 0 m sesuai dengan
tabel dibawah.
Tabel 4.7 Kekasaran relative
dalam berbagai bahan pipa Absolute Rougness
Pipeline Material Ft mm
Glass and various plastic
e.g, PVC and PE hydraulically smooth
