HEAD KECEPATAN DAYA AIR EFISIENSI POMPA VARIABEL YANG DIAMBIL METODOLOGI PERCOBAAN

2.7.2 Head Kerugian dalam jalur pipa

Dalam aliran melalui jalur pipa,kerugian akan terjadi apabila ukuran pipa bentuk penampang,atau arah aliran berubah,kerugian head ditempat-tempat transisi yang dimiliki itu dapat dinyatakan secara umum dengan rumus ℎ m = ∑ �. � 2 2� …….............................2.8 [Lit.4] Dimana υ = Kecepatan rata-rata didalam pipa [ms] K = Koefisien kerugian g = Percepatan grafitasi [9,8 ms 2 ] h m = Kerugian head [m]

2.8 HEAD KECEPATAN

Persamaan head kecepatan adalah sebagai berikut: H k = �� 2 2.� - �� 2 2.� .............….…………..2.9 [Lit.6] Dimana, H k = Head Kecepatan [m] V d = Kecepatan zat cair pada saluran tekan [ms] V s = Kcepatan zat cair pada saluran isap [ms] g = Percepataan Grafitasi [ms 2 ]

2.9 DAYA AIR

Persamaan untuk mencari daya air adalah sebagai berikut: P a = ρ.Q.g.H .....................……...…………..2.10 [Lit.1] Dimana, P a = Daya hidrolik pompa [Watt] Q = Kapasitas pompa [m 3 s] H = Total head pompa [m] ρ = Massa jenis air [Kgm 3 ] Universitas Sumatera Utara

2.10 EFISIENSI POMPA

Persamaan untuk mencari efisiensi pompa adalah sebagai berikut: � = � a � pt � 100...............................................2.11 [Lit.1] Dimana, η = Efisiensi Pa = Daya air [Watt] Ppt = Daya poros pompa [Watt]

2.11 KAVITASI

Pada sistem pemipaan yang menggunakan pompa sentrifugal sangat mungkin terjadi kavitasi yang dipengaruhi oleh kecepatan aliran dan perbedaan penampang yang menyebabkan terjadinya penurunan tekanan sampai turun di bawah tekanan uap jenuhnya sehingga menyebabkan terjadinya fenomena yang disebut kavitasi. Kavitasi adalah peristiwa terbentuknya gelembung-gelembung uap di dalam cairan yang dipompa akibat turunnya tekanan cairan sampai di bawah tekanan uap jenuh cairan pada suhu operasi pompa. Gelembung uap yang terbentuk dalam proses ini mempunyai siklus yang sangat singkat. Knapp Karassik dkk, 1976 menemukan bahwa mulai terbentuknya gelembung sampai gelembung pecah hanya memerlukan waktu sekitar 0,003 detik. Gelembung ini akan terbawa aliran fluida sampai akhirnya berada pada daerah yang mempunyai tekanan lebih besar dari pada tekanan uap jenuh cairan. Pada daerah tersebut gelembung tersebut akan pecah dan akan menyebabkan shock pada dinding dekatnya. Cairan akan masuk secara tiba-tiba ke ruangan yang terbentuk akibat pecahnya gelembung uap tadi sehingga mengakibatkan tumbukan. Gejala kavitasi yang timbul pada pompa biasanya ada suara berisik dan getaran, unjuk kerjanya menjadi turun, kalau dioperasikan dalam jangka waktu lama akan terjadi kerusakan pada permukaan dinding saluran. Permukaan dinding saluran akan berlubang-lubang karena erosi kavitasi sebagai tumbukan gelembung-gelembung yang pecah pada dinding secara terus-menerus dapat dilihat pada Gambar 2.1 Universitas Sumatera Utara Gambar 2.13 Proses kavitasi sumber:http:repository.usu.ac.idbitstream123456789184033Chapter20II.pdf.a.mukti

2.11.1. Penyebab kavitasi pada pompa sentrifugal

Pompa sentrifugal mempunyai sifat-sifat teknis yang harus dipenuhi agar dapat beroperasi dengan baik. Salah satu permasalahan yang sering terjadi pada pompa tipe ini adalah gagalnya pompa dalam proses priming, sehingga pompa tidak bisa mengisap dan akhirnya gagal pemompaan serta menyebabkan kerusakan pada bagian-bagian pompa. Ada beberapa penyebab kavitasi pada pompa sentrifugal diantaranya, adalah : 1. Vaporation penguapan 2. Internal Recirculation sirkulasi balik di dalam sistem 3. Turbulance pergolakan aliran 4. Vane Passing Syndrome Cara menghindari proses kavitasi yang paling tepat adalah dengan memasang instalasi pompa dengan NPSH yang tersedia lebih besar dari pada NPSH yang diperlukan. NPSH yang tersedia bisa diusahakan oleh pemakai pompa sehingga nilainya lebih besar dari NPSH yang diperlukan. Berikut ini hal-hal yang diperlukan untuk instalasi pompa. 1. Ketinggian letak pompa terhadap permukaan zat cair yang diisap harus dibuat serendah mungkin agar head statis lebih rendah pula. Pipa isap Universitas Sumatera Utara harus dibuat sependek mungkin. Jika terpaksa dipakai pipa isap yang panjang, sebaiknya diambil pipa yang berdiameter satu nomor lebih besar untuk mengurangi kerugian gesek. 2. Kecepatan aliran pada pipa isap tidak boleh terlalu besar bagian yang mempunyai kecepatan tinggi maka tekanannya akan rendah. 3. Tidak dibenarkan untuk mengurangi laju aliran dengan menghambat aliran disisi isap. 4. Head total pompa harus ditentukan sedemikian hingga sesuai dengan yang diperlukan pada kondisi operasi yang sesungguhnya. 5. Jika head pompa sangat berfluktuasi, maka pada keadaan head terendah harus diadakan pengamanan terhadap terjadinya kavitasi. 6. Menghindari instalasi perpipaan berupa belokan-belokan tajam, karena belokan yang tajam kecepatan fluida akan meningkat sedangkan tekanan fluida akan turun sehingga menjadi rawan terhadap kavitasi. Gambar 2.14 Kerusakan impeller akibat kavitasi sumber:http:repository.usu.ac.idbitstream123456789184033Chapter20II.pdf.a.mukti

2.11.2 Net Positive Suction Head NPSH

Gejala kavitasi terjadi apabila tekanan statis suatu aliran zat cair turun sampai dibawah tekanan uap jenuhnya.Kavitasi banyak terjadi pada sisi isap pompa, untuk mencegahnya nilai head aliran pada sisi hisap harus diatas nilai head pada tekanan uap jenuh zat cair pada temperatur bersangkutan. Pengurangan head yang dimiliki zat cair pada sisi isapnya dengan tekanan zat cair pada tempat tersebut dinamakan NetPositif Suction Head NPSH atau Head Isap Positif Neto yang dipakai sebagai ukuran keamanan pompa terhadap kavitasi. Ada dua macam NPSH yaitu NPSH tersedia pada instalasi dan NPSH yang diperlukan pompa. Universitas Sumatera Utara Gejala kavitasi terjadi pada titik terdekat setelah sisi masuk sudu impeller di dalam pompa. Di daerah tersebut, tekanan lebih rendah daripada tekanan pada lubang isap pompa.Hal ini disebabkan zat cair mengalir melalui nozel isap sehingga kecepatannya naik. Dengan kenaikan kecepatan, tekanan zat cair menjadi turun. 1. Net Positive Suction Head Available NPSH yang tersedia NPSH yang tersedia adalah head yang dimiliki oleh zat cair pada sisi hisap pompa dikurangi dengan tekanan uap jenuh zat cair ditempat tersebut. Dalam hal pompa yang menghisap zat cair dari tempat terbuka, maka besarnya NPSH yang tersedia dapat dituliskan seperti persamaan Dimana: ℎ �� = � � � - � � � - ℎ � - ℎ �� ................................2.12 [Lit.6] Dimana, hsv = NPSH yang tersedia Pa = Tekanan atmosfir [kgm 2 ] Pv = Tekanan uap jenuh [kgm 2 ] γ = Berat zat cair per satuan volume [kgm 3 ] hs = Head hisap statis m, hs adalah positif bertanda + jika pompa terletak diatas permukaan zat cair, dan negatif bertanda - jika dibawah. Hls = Kerugian head didalam pipa hisap [m] Jika zat cair dihisap dari tangki tertutup, maka harga Pa menyatakan tekanan mutlak yang bekerja pada permukaan zat cair didalam tangki tertutup tersebut. Khususnya jika tekanan diatas permukaan zat cair sama dengan tekanan uap jenuhnya, maka Pa = Pv. Dalam hal pompa yang menghisap zat cair dari tempat terbuka, maka besarnya NPSH yang tersedia dapat dituliskan Harga hs adalah negatif - karena permukaan zat cair didalam tangki lebih tinggi dari pada sisi hisap pompa. Pemasangan pompa semacam ini diperlukan untuk mendapatkan harga NPSH hsv positif. Universitas Sumatera Utara 2.Net Positive Suction Head Required NPSH yang diperlukan Tekanan terendah didalam pompa biasanya terdapat disuatu titik dekat setelah sisi masuk sudu impeller ditempat tersebut, tekanan adalah lebih rendah dari pada tekanan pada lubang hisap pompa.Hal ini disebabkan oleh kerugian head dinosel hisap, kenaikan kecepatan aliran karena luas penampang yang menyempit, dan kenaikan kecepatan aliran karena tebal sudu setempat.Agar tidak terjadi penguapan zat cair, maka tekanan pada lubang masuk pompa dikurangi dengan penurunan tekanan didalam pompa harus lebih tinggi dari pada tekanan uap zat cair.Head tekanan yang besar sama dengan penurunan tekanan ini disebut NPSH yang diperlukan atau Net Positive Suction Head Required NPSHR. Besarnya NPSH yang diperlukan berbeda untuk setiap pompa.Untuk suatu pompa tertentu, NPSH yang diperlukan berubah menurut kapasitas dan putarannya. Universitas Sumatera Utara

BAB III METODOLOGI PENGUJIAN

3.1 VARIABEL YANG DIAMBIL

Dari perangkat percobaan yang digunakan terdapat beberapa variabel yang diamati terdiri dari variabel terkontrol, variabel bebas dan variable terikat. Dimana -Variabel terkontrol : putaran poros pompa diukur dengan tachometer. - Variable bebas : bukaan katub pengukuran. - Variable terikat terdiri dari : a. head b. dayaporos c. daya air d. efisiensi Prosedur pengujian dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu : 1. Pengujian pompa tunggal Yakni melakukan pengujian terhadap karakterik pompa tunggal dan mencatat data seperti volume air, putaran poros pompa, dan waktu dengan variasi bukaan katup yakni 100, 75, 50, 25, dan 10. 2. Pengujian pompa susunan seri Yakni melakukan pengujian terhadap karakterik pompa seri dan mencatat data seperti volume air, putaran poros pompa, dan waktu dengan variasi bukaan katup yakni 100, 75, 50, 25, dan 10.

3.2 METODOLOGI PERCOBAAN

Metodologi yang digunakan dalam perancangan dan pembuatan alat ini adalah Universitas Sumatera Utara 1. Studi pustaka Studi pustaka merupakan langkah yang dilakukan setelah menentukan pokok permasalahan. Metode ini bertujuan untuk memperoleh teori-teori dasar dan prosedur perancanganyang berkaitan dengan materi yang di tulis 2. Pembuatan alat pengujian Pada langkah ini dilakukan penyusunan komponen untuk pembuatan instalasi pengujian yang telah direncanakan sebelumnya. 3. Pengujian Pada langkah ini dilakukan pengujian karakteristik pompa tunggal dan pompa susunan seri dimana dilakukan dengan pencekikan katup tekan.

3.3 WAKTU DAN TEMPAT