Hubungan Bilangan Reynolds terhadap Perilaku Getaran

150

4.12. Hubungan Bilangan Reynolds terhadap Perilaku Getaran

Pengukuran respon getaran pada pompa dengan bukaan katub isap dan tinggi tekan instalasi 2 meter dilakukan dengan variasi bukaan katub isap dimulai 20, 40, 60, dan 80. Maksud pengukuran ini adalah untuk menemukan karakteristik getaran dari pompa terhadap pola aliran. 4.12.1 Analisa Perilaku Getaran terhadap Bilangan Reynolds Pengukuran perilaku getaran diambil berdasarkan bilangan Reynolds dan dilakukan dengan mengukur sinyal getaran simpangan, kecepatan dan percepatan untuk arah aksial, vertikal dan horizontal. Data hasil pengolahan tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.50 dibawah ini: Tabel 4.50 Data rata-rata pengukuran frekwensi domain Direction Axial Vertical Horizontal Displacementμ m 2,32 0,40 0,43 Velocitycms 0,0448 0,0021 0,0144 Accelarationcms 2 0,0036 0,0013 0,0025 Untuk melihat data hasil pengukuran pada time domain dititik P-01, maka dapat dilihat nilai rata-ratanya pada tabel 4.51 dibawah ini: Universitas Sumatera Utara 151 Tabel 4.51 Data rata-rata pengukuran time domain Direction Axial Vertical Horizontal Displacementμ m 9,85 1,96 2,42 Velocitycms 0,0910 0,0331 0,0754 Accelarationcms 2 0,1666 0,1403 0,1113 Dengan menggunakan analisa perhitungan getaran sederhana persamaan 2.23, maka diperoleh hasil perhitungan data eksperimental yang menunjukkan fungsi frekuensi dan fungsi waktu, seperti Tabel 4.52 dan 4.53. Tabel 4.52 Hasil perhitungan t dan amplitudo pada frekwensi domain untuk bilangan Reynolds = 1480,35 Direction Axial Vertical Horizontal ω rads 3,94 5,63 2,3 ω .t rad 1,16 6,22 4 t sec 0,296 1,104 1,739 2Π t 1,86 6,93 10,92 A m 0,1E-04 3,7E-05 6,16E-06 Tabel 4.53 Hasil perhitungan t dan amplitudo pada time domain untuk bilangan Reynolds = 1480,35 Direction Axial Vertical Horizontal  rads 13 27,32 21,34 t rad 8 9,25 6,4 t sec 0,615 0,331 0,299 A m 0,7E-04 3,6E-05 2,18E-05 Universitas Sumatera Utara 152 Dengan cara yang sama hasil perhitungan ω t dan amplitudo pada frequency domain dan time domain untuk masing-masing bilangan Reynolds dapat dihitung dan ditabelkan seperti Tabel 4.54 dan 4.55. Tabel 4.54 Hasil perhitungan t dan amplitudo pada frequency domain untuk bilangan Reynolds = 1512,28 Direction Axial Vertical Horizontal ω rads 3,93 5,7 4.51 ω .t rad 2,28 3,94 4,74 t sec 0,580 0,269 0,050 2Π t 3,64 1,69 6,59 A m 5,8E-05 1,4E-04 6,54E-06 Tabel 4.55 Hasil perhitungan t dan amplitudo pada time domain untuk bilangan Reynolds = 1512,28 Direction Axial Vertical Horizontal  rads 12,9 27,32 21,72 t rad 3,45 9,25 8,2 t sec 0,267 0,331 0,377 A m 1,64E-04 3,6E-05 1,70E-05 Tabel 4.56 Hasil perhitungan t dan amplitudo pada frequency domain untuk bilangan Reynolds = 16826,80 Direction Axial Vertical Horizontal ω rads 8,71 5,63 5 ω .t rad 5,93 1,54 2,34 t sec 0,580 0,269 0,050 2Π t 0,68 0,273 0,468 A m 2,2E-04 1,5E-05 1,15E-06 Universitas Sumatera Utara 153 Tabel 4.57 Hasil perhitungan t dan amplitudo pada time domain untuk bilangan Reynolds = 16826,80 Direction Axial Vertical Horizontal  rads 12,9 27,9 28,8 t rad 7,63 9,92 12,5 t sec 0,591 0,355 0,434 A m 0,71E-04 3,3E-05 1,03E-05 Tabel 4.58 Hasil perhitungan t dan amplitudo pada frequency domain untuk bilangan Reynolds = 17785,30 Direction Axial Vertical Horizontal ω rads 3,99 5,54 5,43 ω .t rad 3 4,4 4,14 t sec 0,751 0,794 0,576 2Π t 4,72 4,99 3,62 A m 4,4E-04 5,0E-05 8,30E-06 Tabel 4.59 Hasil perhitungan t dan amplitudo pada time domain untuk bilangan Reynolds = 17785,30 Direction Axial Vertical Horizontal  rads 13,5 26,37 22,33 t rad 6,72 8,92 3,43 t sec 0,497 0,338 0,153 A m 0,76E-04 1,19E-05 3,60E-05 4.12.2 Hubungan Pola Aliran terhadap Perilaku Getaran Pada masing-masing bentuk pola aliran memberikan respon getaran yang berbeda-beda terutama amplitudo maksimumnya yang merupakan simpangan Universitas Sumatera Utara 154 terjauhnya. Pada penelitian ini perilaku getaran yang diamati adalah simpangan, kecepatan dan percepatan. Pada pengukuran respon getaran diperoleh amplitudo maksimum tertinggi terjadi pada saat pola aliran yang terbentuk aliran strata gelombang yaitu sebesar 4,40 x10 -4 m pada penutupan katub 80 turbulen flow , sedangkan yang terendah terjadi pada saat aliran normal laminer flow yaitu sebesar 3,1 x 10 -6 m pada kondisi full open 0 closed. . Secara visual kavitasi teramati dengan terjadinya turbulensi aliran dan terdeteksi dengan naiknya amplitudo getaran dengan menggunakan alat bantu vibrometer. Berdasarkan data pengukuran perilaku getaran berupa simpangan, kecepatan dan percepatan pada arah aksial, vertikal dan horizontal dengan pengaturan flow control valve suction dapat ketahui hubungan sinyal getaran dengan pola aliran yang dapat berguna sebagai indikator untuk mengidentifikasi permulaan terjadinya kavitasi pada pompa serta memberi gambaran secara visual hubungan pola aliran dengan respon getaran pada pompa sentrifugal satu tingkat. Universitas Sumatera Utara 155 Gambar 4.43 Hubungan pola aliran dan sinyal getaran pada Re = 1480,3 dengan kecepatan aliran = 1,39 ms Dari Gambar 4.43 dapat dilihat bahwa arah simpangan terbesarnya terjadi pada arah aksial, hal ini berarti arah fluida masuk ke pompa. Pada pengukuran simpangan, kecepatan dan percepatan terhadap bilangan Reynolds, diketahui bahwa masing- masing simpangan sebesar 2,6 x 10 -4 m, kecepatan dengan harga 2,2 x 10 -3 dan percepatan sebesar 1,8 x 10 -2 . Universitas Sumatera Utara 156 Gambar 4.44 Hubungan pola aliran dan sinyal getaran pada Re = 1512,28, dengan kecepatan aliran = 1,42 ms Dari Gambar 4.44 dapat dilihat bahwa arah simpangan terbesarnya terjadi pada arah aksial, hal ini berarti arah fluida masuk ke pompa. Pada pengukuran simpangan, Universitas Sumatera Utara 157 kecepatan dan percepatan terhadap bilangan Reynolds, diketahui bahwa masing- masing simpangan sebesar 5,7 x 10 -4 m, kecepatan terbesar dengan harga 4,4 x 10 -3 ms dan percepatan terbesar dengan harga 0,9 x 10 -2 ms 2 pada Re= 1512.28. Gambar 4.45 Hubungan pola aliran dan sinyal getaran pada Re = 16826 dengan kecepatan aliran = 1,58 ms Universitas Sumatera Utara 158 Pada Gambar 4.45 dapat dilihat bahwa arah simpangan terbesarnya terjadi pada arah aksial, hal ini berarti arah fluida masuk ke pompa. Pada pengukuran simpangan, kecepatan dan percepatan terhadap bilangan Reynolds, diketahui bahwa masing- masing simpangan sebesar 1,2 x 10 -3 m, kecepatan dengan harga 1,06 x 10 -2 dan percepatan sebesar 0,9 x 10 -1 . Gambar 4.46 Hubungan pola aliran dan sinyal getaran pada Re = 17785 dengan kecepatan aliran V f = 1,67 ms Universitas Sumatera Utara 159 Pada Gambar 4.46 dapat dilihat bahwa arah simpangan terbesarnya terjadi pada arah aksial, hal ini berarti arah fluida masuk ke pompa. Pada pengukuran simpangan, kecepatan dan percepatan terhadap bilangan Reynolds, diketahui bahwa masing- masing simpangan sebesar 4,06 x 10 -3 m, kecepatan dengan harga 1,6 x 10 -2 dan percepatan sebesar 4,9 x 10 -1 . Dari Gambar 4.43 s.d 4.46 dapat dilihat bahwa kenaikan sinyal getaran pompa dipengaruhi oleh bilangan Reynolds dan perubahan kecepatan alian fluida isap. Artinya besar kenaikan respon getaran berupa simpangan, kecepatan dan percepatan akan sangat tergantung dari pola aliran yang terjadi akibat kecepatan aliran. Semakin tinggi kenaikan bilangan Reynolds maka semakin besar sinyal getarannya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa indikasi kavitasi teramati atau terdeteksi dengan naiknya amplitudo simpangan, kecepatan dan percepatan arah aksial atau searah dengan fluida masuk dalam pompa. Hubungan pola aliran terhadap kenaikan amplitudo sinyal getaran seperti pada Tabel 4.60. Tabel 4.60 Hubungan Pola aliran terhadap kenaikan sinyal getaran pompa sentrifugal yang dipengaruhi oleh bilangan Reynolds Flow control valve suction Reynolds Number Tipe Pola Aliran Amplitudo sinyal getaran 20 closed 40 closed 60 closed 80 closed 1480,3 1512,2 16826 17785 Laminar Laminar Turbulen Turbulen 2,6 x 10 -4 m 5,7 x 10 -4 m 1,2 x 10 -3 m 4,06 x 10 -3 m Sumber: Hasil Perhitungan Universitas Sumatera Utara 160

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Hasil verifikasi eksperimen dan teoritis untuk NPSHA = 10,30 meter memberikan kapasitas pengisian tangki terbesar dan perbandingan penurunan kapasitas pengisian tangki untuk masing-masing NPSH A , sesuai Tabel 4.4, yaitu : a. Untuk NPSH A = 10,23 m, perununan kapasitas pengisian tangki tekan adalah 18,06 pada tinggi tekan head 2 meter. b. Untuk NPSH A = 10 m, penurunan tekanan kapasitas pengisian tangki tekana adalah 50,17 pada tinggi tekan head 2 meter. c. Untuk NPSH A = 8,61 m, penurunan kapasitas pengisian tangki tekan adalah 62,29 pada tinggi tekan head 2 meter 2. Karakteristik getaran pompa sentrifugal berupa simpangan, kecepatan dan percepatan dapat diidentifikasikan untuk mendeteksi permulaan kavitasi didalam pompa sentrifugal. Hasil penelitian menunjukkan respon getaran paling rendah terjadi pada NPSH A =10,30 m dengan harga simpangan Universitas Sumatera Utara