Pendahuluan HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pendahuluan

Penelitian ini memodelkan bentuk fisik sistem perpompaan yang dilengkapi dengan instalasi listrik, bak penampung air, perpipaan, alat ukur meter air dan tekanan air dalam pipa. Pemasangan pompa, pondasi, pipa, dilakukan dengan mengacu kepada ketentuan yang ada dan dimaksudkan agar getaran yang terjadi pada pompa dapat diredam oleh pondasi dan getaran pada pipa tidak menggangu pompa, hal ini dilakukan dengan memasang penyangga yang cukup pada pipa isap dan pipa tekan. Sistem yang dilakukan dalam pengambilan data dari pengujian adalah menguji seberapa besar respon getaran dan pola aliran terhadap fenomena kavitasi dengan variasi kapasitas pompa. Pengujian di atas dilakukan untuk lima jenis penutupan katup isap yang berbeda, yaitu open 100, close 20, close 40, close 60 dan close 80. Pengambilan data respon getaran pompa dengan variasi kapasitas dilakukan dengan memutar katup pada pipa isap. Data yang diambil dari variasi kapasitas adalah perilaku getaran yang timbul pada pompa berupa displacement, velocity dan acceleration berdasarkan frequency domain dan time domain. Selain data tersebut dengan variasi kapasitas pompa juga diambil kapasitas pengisian reservoir tekan, dan divisualisasikan pola aliran dengan parameter bilangan Reynolds Re dan diukur vibrasinya.

4.1.1 Hubungan antara Variasi penutupan katup hisap dengan kapasitas aliran fluida

Kapasitas aliran didalam pipa dapat dituliskan sebagai berikut: Laju aliran yang menentukan kapasitas pompa ditentukan menurut kebutuhan pemakaiannya. Dalam operasi pompa, pada umumnya memerlukan pengaturan kapasitas untuk memenuhi keperluan debit yang bervariasi. Daya input pompa sebaiknya dapat dihemat jika kapasitas diatur untuk memenuhi kebutuhan yang berkurang. Selain itu perlu juga untuk mempertahankan titik kerja dalam batas- batas yang diijinkan pompa. Universitas Sumatera Utara Besarnya kapasitas pompa dari sistem instalasi ini adalah Q = VA A Q V = Dimana: V = Kecepatan aliran mdt Q = Kapasitas aliran = 0,003 mdt A = Penampang pipa m 2 Dimana A 2 3 2 2 10 . 03 , 2 10 . 08 , 5 . 4 . 4 m d − − = = = π π Maka kecepatan aliran: s m A Q V 48 , 1 10 . 03 , 2 003 , 3 = = = −

4.1.2 Perhitungan Reynolds Number

Salah satu besaran non-dimensional yang menggambarkan pola aliran fluida adalah Bilangan Reynolds: υ µ ρ D V D V . . . Re = = Dengan menggunakan persamaan kontinuitas kecepatan aliran dapat diketahui dengan menghitung debit aliran yang tertampung dalam reservoir discharge. Persamaan kontinuitasnya adalah Streeter, 1992 : ρ 1 A 1 V 1 = ρ 2 A 2 V 2 Untuk fluida inkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka persamaan tersebut menjadi : A 1 V 1 = A 2 V 2 atau Q 1 = Q 2 atau A 1 = A 2 Sehingga : Q = V. A , untuk V 1 = Q 1 A 1 atau V 2 = Q 2 A 2 Aliran laminar merupakan aliran yang lambat, fluida mengalir pada kecepatan maksimum pada bagian sumbu pipa dan kecepatan yang paling rendah pada bagian dinding pipa. Sedangkan aliran turbulen kecepatan fluida konstan pada setiap jarak lintas pada pipa. Jenis aliran juga ditentukan oleh bilangan Reynold. Universitas Sumatera Utara Jenis aliran juga dapat ditentukan dari besarnya bilangan Reynold. Aliran laminar mempunyai Re ≤ 2100, aliran transisi mempunyai Re antara 2100 – 4100 dan aliran turbulen mempunyai Re ≥ 4100. Hasil perhitungan Re untuk setiap putaran katup pemasukan pada masing- masing penutupan katup isap gate valve suction dapat dilihat pada Tabel 4.1 Tabel 4.1 Hasil perhitungan Kapasitas, Kecepatan aliran, dan Renolds Number pengujian dengan variasi Penutupan katup isap. Tipe bukaan katup Kapasitas m 3 s Penampang Pipa m 2 Kec. Aliran ms Reynolds Number Visualisasi Pola Aliran Open 100 6,47 x 10 -5 2,03 x 10 -3 3,191 x 10 -2 1926.5 Laminar Close 20 5,56 x 10 -5 1,29 x 10 -3 4,29 x 10 -3 2062.82 Laminar Close 40 4,1 x 10 -5 7,29 x 10 -4 5,622 x 10 -2 3393.46 Transisi Close 60 3,86 x 10 -5 3,24 x 10 -4 1,015 x 10 -1 6305.83 Turbulen Close 80 1,99 x 10 -5 8,10 x 10 -5 2,458 x 10 -1 14836 Turbulen Sumber: Hasil Perhitungan Gambar 4.1 Hubungan antara Variasi penutupan katup dengan kapasitas aliran fluida Universitas Sumatera Utara Dari gambar 4.1 dapat dilihat terjadi penurunan kapasitas untuk masing- masing penutupan katup. Penutupan katup makin besar mengakibatkan terjadinya penurunan kapasitas. Hal ini dapat dilihat terhadap penutupan katup 20 terjadi penurunan kapasitas sebesar 2,816 , penutupan katup 40 , penurunan kapasitas sebesar 19,014 , penutupan katup 60 penurunan kapasitas sebesar 21,126 , dan penutupan katup 80 penurunan kapasitas sebesar 40,845 . Dari informasi diatas diketahui bahwa terjadi penurunan kapasitas seiring dengan penutupan katup.

4.2 Hubungan antara Variasi penutupan katup dengan kecepatan aliran