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