Kondisi yang diinginkan dalam perencanaan ini adalah: a.
Kapasitas dan head pompa harus mampu dipenuhi. b.
Fluida yang mengalir secara kontinu. c.
Pompa yang dipasang pada kedudukan tetap. d.
Konstruksi sederhana. e.
Mempunyai efisiensi yang tinggi. f.
Harga awal relatif murah juga perawatannya.
Melihat dan mempertimbangkan kondisi yang diinginkan dalam perencanaan ini, maka dengan mempertimbangkan sifat pompa dan cara kerjanya, dipilih pompa
sentrifugal dalam perencanaan ini, karena sesuai dengan sifat pompa sentrifugal, yakni:
a. Aliran fluida lebih merata.
b. Putaran poros dapat lebih tinggi.
c. Rugi-rugi transmisinya lebih kecil karena dapat dikopel langsung dengan
motor penggerak. d.
Konstruksinya lebih aman dan kecil. e.
Perawatannya murah.
2.7 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 :
Universitas Sumatera Utara
g V
Z P
H .
2
2
+ +
=
γ
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.
Gambar 2.3 Skema instalasi pompa
1 3
4 2
5
A B
No Keterangan Gambar
1 Reservoir isap
2 Pipa isap
3 Pompa
Universitas Sumatera Utara
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
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
2.7.1 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
A B
P P
P −
=
Dimana:
γ
P
= Head tekanan m
γ
B
P
= Energi tekanan pada permukaan zat cair pada sisi tekan m
γ
A
P
= Energi tekanan pada permukaan zat cair pada sisi isap m
2.7.2 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:
g V
g V
H
A B
k
. 2
. 2
2 2
− =
Universitas Sumatera Utara
Dimana: H
k
= Head kecepatan
g V
B
. 2
2
= Energi kecepatan zat cair pada saluran tekan
g V
A
. 2
2
= Energi kecepatan zat cair pada saluran isap
2.7.3 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:
a b
Z Z
Z −
= Dimana:
Z = Head statis total Z
b
= Beda tinggi tekan statis pada sisi tekan Z
a
= 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.
2.7.4 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
Universitas Sumatera Utara
2.7.4.1 Mayor Head Loss Mayor Loss
Merupakan kerugian energi sepanjang saluran pipa yang dinyatakan dengan rumus :
g V
d L
f h
f
2
2
= Dimana:
h
f
= Mayor loss m f = Faktor gesekan
L = Panjang pipa m V = Kecepatan fluida dalam pipa mdet
d = Diameter dalam pipa m 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
Vd =
Re
Dimana: Re = Reynold Number
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
Universitas Sumatera Utara
Apabila aliran turbulen Re 4000 , faktor gesekan f dapat dicari dengan diagram moody.
2.7.4.2 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
k h
m
2
2
= Dimana:
h
m
= Minor loss m
k = Koefisien kerugian dari fitting, elbow dan valve
2.7.4.3 Total Loss
Total loss merupakan kerugian total sistem perpipaan, yaitu :
m f
tot
h h
h +
=
Dimana: h
tot
= Total loss m h
f
= Total mayor loss m h
m
= Total minor loss m
Universitas Sumatera Utara
2.8 Kecepatan Spesifik Pompa
