Perhitungan Kehilangan Energi Dalam Perpipaan Pada Distribusi Air Pendingin Di Pabrik Mini PTKI-Medan

KARYA AKHIR

PERHITUNGAN KEHILANGAN ENERGI DALAM PERPIPAAN PADA DISTRIBUSI AIR PENDINGIN DI PABRIK MINI PTKI-MEDAN

Karya Akhir ini diajukan untuk Melengkapi Salah Satu Persyaratan untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Terapan

OLEH HERLINA NIM : 075203004

PROGRAM DIPLOMA IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

PERHITUNGAN KEHILANGAN ENERGI DALAM PERPIPAAN PADA DISTRIBUSI AIR PENDINGIN DI PABRIK MINI PTKI-MEDAN

Oleh :

HERLINA Nim. 075203004

Disetujui Oleh :

Pembimbing

Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si. Nip. 19540531 198601 1 002

Diketahui Oleh :

KETUA PROGRAM DIPLOMA IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK

Fakultas Teknik USU

Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si. Nip. 19540531 198601 1 002

PROGRAM DIPLOMA IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

ABSTRAK

Pembahasan mengenai kondisi kehilangan energi dan lokasi pompa dapat menghasilkan penghematan daya yang berharga dalam periode yang lama. Pemilihan ukuran pipa yang baik, yang didasarkan pada beban yang dapat ditaksir atau beban masa mendatang yang dihitung, adalah contoh lain tentang bagaimana perencanaan pendesainan dapat dilaksanakan untuk mengimbanginya dalam bentuk keekonomian operasi.

Untuk mengetahui besarnya kerugian energi maka perlu diketahui ukuran – ukuran perpipaan yang nantinya disesuaikan dengan koefisien – koefisiennya, sebab kerugian energi tidak terlepas dari koefisien – kosfisien kerugian.

Jumlah dari kerugian – kerugian energi yang dihitung berdasarkan instalai perpipaan akan diperoleh kerugian energi total dari jalur perpipaan tersebut.

Untuk menghindari kerugian energi yang besar maka pemasangan suatu instalasi harus benar – benar tepat guna dan disesuaikan dengan kebutuhan.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis sampaikan kepada Allah SWT, karena atas berkah dan rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya akhir ini dengan baik.

Karya Akhir ini dibuat sebagai syarat kelulusan program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik di Universitas Sumatera Utara.

Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyusun Karya Akhir ini dengan judul :

“PERHITUNGAN KEHILANGAN ENERGI DALAM PERPIPAAN PADA DISTRIBUSI AIR PENDINGIN DI PABRIK MINI PTKI-MEDAN”

Dengan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bimbingan kepada penulis sehingga penulis bisa menyelesaikan Karya Akhir ini, khususnya kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Ketua Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.

3. Bapak Rahmat Fauzi ST.MT, selaku Sekretaris Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.

4. Bapak Drs. Hasdari Helmi, MT, selaku Kordinator Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.

5. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Dosen Pambimbing penulis yang telah banyak memberikan bimbingan dalam penulisan Karya Akhir ini.

6. Bapak Ir. Satria Ginting, selaku Dosen Wali.

7. Yang tercinta kedua orang tua saya, Ayahanda tercinta Darmawi Nur (Alm) dan Ibunda tercinta Herawati serta kakak dan abang saya tercinta Darmawati Purnama Sari, Hermansyah, dan Hermawita. Terimakasih yang tak terhingga atas segala doa, materi dan dukungan yang telah diberikan kepada penulis.

8. Buat temen-teman seperjuangan Mhd. Syah Putra Lubis, Aan Yunita, Rahma Sapitri, Rani Herawati, Mhd. Fadhli, Benari H. Manurung, Andi Nova Suheri Gultom, Cipta Pratama, Rudiansyah Putra, Junid Sembiring, Jendrianta Simanjorang, Rahmat Azizi, Ilham, Indra Bakti, yang telah memberikan dukungan kepada penulis sehingga karya akhir ini selesai dengan baik.

Penulis menyadari bahwa karya akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan karya akhir ini. Besar harapan penulis karya akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca terutama bagi penulis.

Medan, Januari 2012 Penulis

HERLINA

DAFTAR ISI

Halaman Lembar Pengesahan

Abstrak ... i

Kata Pengantar ... ii

Daftar Isi ... iv

Daftar Gambar ... vii

Daftar Rumus ... ix

BAB I Pendahuluan I.1. Latar Belakang ... 1

I.2. Tujuan dan Manfaat Panulisan ... 2

I.3. Rumusan Masalah ... 2

I.4. Batasan Masalah ... 3

I.5. Tinjuauan Pustaka ... 3

I.6. Metode Penulisan ... 5

I.7. Sistematika Penulisan ... 5

BAB II Landasan Teori II.1. Pengertian Pompa ... 7

II.2. Klasifikasi Pompa ... 8

II.3. Pompa Perpindahan Positif ... 8

II.3.1. Pompa Rotari ... 9

II.3.2. Pompa Torak ... 12

II.4.1. Pompa Sentrifugal ... 14

II.5. Hukum Kesebangunan ... 19

II.6. Kecepatan Spesifik ... 20

II.7. Head Pompa ... 20

II.7.1. Head Total Pompa ... 21

II.8. Kerugian Energi (J/kg) ... 22

II.8.1. Head Kerugian Gesek Dalam Pipa ... 23

II.8.2. Kerugian Head Dalam Jalur Pipa ... 24

BAB III Sistem Perpipaan III.1. Teori Dasar ... 25

III.2. Valve/Katup ... 25

III.2.1. Globe Valve ... 26

III.2.2. Gate Valve ... 27

III.2.3. Ball Valve ... 28

III.2.4. Butterfly Valve ... 29

III.2.5. Control Valve ... 29

III.2.6. Non Return Valve/Check Valve ... 30

III.3. Strainer ... 31

III.4. Elbow ... 31

III.5. Percabangan (Tee) ... 32

III.6. Entrance dan Exit ... 33

III.7. Pembesaran (Ekspansion) ... 34

BAB IV Proses Perhitungan Kehilangan Energi

IV.1. Spesifikasi Pompa Sentrifugal ... 36

IV.2. Proses Perhitungan ... 38

BAB V Kesimpulan dan Saran V.1. Kesimpulan ... 52

V.2. Saran ... 52

Daftar Pustaka ... 53

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Pompa Sentrifugal ... 4

Gambar 2.1 Kelas dan Jenis Pompa... 8

Gambar 2.2 Pompa Rotari Roda Gigi Luar ... 10

Gambar 2.3 Pompa Ritari Gigi Dalam ... 10

Gambar 2.4 Pompa Cuping ... 11

Gambar 2.5 Pompa Sekrup ... 11

Gambar 2.6 Pompa Baling ... 12

Gambar 2.7 Bagian-bagian Pompa Sentrifugal ... 15

Gambar 2.8 Pompa Sentrifugal Aliran Radial ... 16

Gambar 2.9 Pompa Sentrifugal Aliran Campuran ... 16

Gambar 2.10 Pompa Aliran Aksial ... 17

Gambar 2.11 Rumah Keong ... 18

Gambar 2.12 Pompa Difuser ... 19

Gambar 3.1 Globe Valve... 28

Gambar 3.2 Gate Valve ... 28

Gambar 3.3 Ball Valve... 29

Gambar 3.4 Butterfly Valve ... 30

Gambar 3.5 Lift Check Valve ... 31

Gambar 3.6 Swing Check Valve ... 31

Gambar 3.8 Elbow 900 ... 32

Gambar 3.9 Flanged Elbow 900 ... 33

Gambar 3.10 Threaded Elbow 900 ... 33

Gambar 3.11 Threaded Tee ... 34

Gambar 3.12 Flanged Tee ... 34

Gambar 3.13 Macam-macam Entrance ... 34

Gambar 3.14 Macam-macam Exit ... 35

Gambar 3.15 Sudden Ekspansion ... 35

Gambar 3.16 Gradual Ekspansion ... 35

Gambar 3.17 Sudden Contraction... 36

DAFTAR RUMUS

Halaman

Rumus 2.1 Hukum Kesebangunan ... 20

Rumus 2.2 Kecepatan Spesifik ... 21

Rumus 2.3 Head Total Pompa ... 22

Rumus 2.4 Hubungan Tekanan dan Head Tekanan ... 22

Rumus 2.5 Tekanan ... 22

Rumus 2.6 Kerugian Energi ... 23

Rumus 2.7 Head Kerugian Gesek Dalam Pipa ... 23

Rumus 2.8 Bilangan Reynolds ... 24

ABSTRAK

Pembahasan mengenai kondisi kehilangan energi dan lokasi pompa dapat menghasilkan penghematan daya yang berharga dalam periode yang lama. Pemilihan ukuran pipa yang baik, yang didasarkan pada beban yang dapat ditaksir atau beban masa mendatang yang dihitung, adalah contoh lain tentang bagaimana perencanaan pendesainan dapat dilaksanakan untuk mengimbanginya dalam bentuk keekonomian operasi.

Untuk mengetahui besarnya kerugian energi maka perlu diketahui ukuran – ukuran perpipaan yang nantinya disesuaikan dengan koefisien – koefisiennya, sebab kerugian energi tidak terlepas dari koefisien – kosfisien kerugian.

Jumlah dari kerugian – kerugian energi yang dihitung berdasarkan instalai perpipaan akan diperoleh kerugian energi total dari jalur perpipaan tersebut.

Untuk menghindari kerugian energi yang besar maka pemasangan suatu instalasi harus benar – benar tepat guna dan disesuaikan dengan kebutuhan.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Hal yang sering dilupakan pada saat melakukan perancangan sistem adalah konsep penting ekonomi desain yang bermula dari proyek dan berkelanjutan selama pemakaiannya.

Pembahasan mengenai kondisi kehilangan energi (Head Loss) dan lokasi pompa dapat menghasilkan penghematan daya yang berharga dalam periode yang lama tanpa memperbesar harga awal proyek tesebut.

Pemilihan ukuran pipa yang baik, berdasarkan pada beban yang ditaksir atau beban masa mendatang yang dihitung, contoh lain tentang bagaimana perencanaan pendesainan dapat dilaksanakan untuk mengimbanginya dalam bentuk keekonomian operasi.

Pada suatu indistri, kehilangan energi memegang peranan yang penting didalam proses produksi. Hampir seluruh industri – industri tidak lepas dari suatu instalasi perpipaan yang didalamnya terdapat kerugian – kerugian head yang mempengaruhi proses produksi.

Maka dapat disimpulkan menghitung besarnya kerugian sangat diperlukan untuk penghematan energi dan selanjutnya perbaikan instalasi apabila terjadi kesalahan.

Dari uraian diatas dapat diketahui bahwa menghitung kerugian energi memegang peranan penting dalam mendapatkan kondisi operasi yang sempurna.

Perhitungan kerugian energi memegang peranan penting dalam proses produksi, maka penulis tertarik untuk mempelajari dan membahas mengenai perhitungan kehilangan energi yang terjadi pada LaboratoriumPabrik Mini PTKI Medan dengan judul karya akhir :

“PERHITUNGAN KEHILANGAN ENERGI DALAM PERPIPAAN PADA DISTRIBUSI AIR PENDINGIN DI PABRIK MINI PTKI MEDAN”

1.2Tujuan dan Manfaat Penulisan

Tujuan dan manfaat penulisan karya akhir ini adalah :

a. Untuk mengetahui besarnya kerugian energi yang dihitung menurut inslatasi dan konstruksi perpipaan dilapangan.

b. Perhitungan kerugian energi akan menjadi bahan pertimbangan apakah ada atau tidaknya perubahan inslatasi perpipaan dilapangan.

c. Perhitungan kehilangan energi dapat memudahkan untuk memberikan perlakuan yang tepat terhadap instalasi tersebut.

1.3Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah yang dibahas dalam karya akhir ini adalah sebagai berikut :

a. Berapakah kerugian energi berdasarkan instalasinya dan konstruksinya dilapangan.

b. Bagaimanakah pengaruh kerugian pada instalasi perpipaan yang terpasang.

1.4Batasan Masalah

Untuk mendapatkan hasil yang maksimal, maka penulis perlu membatasi masalah yang akan dibahas, adapun batasan masalah dalam karya akhir ini adalah:

a. Mempelajari besarnya kerugian energi berdasarkan instalasinya dan brdasarkan konstruksinya.

b. Mengetahui pengaruh – pengaruh kerugian energi pada instalasi perpipaan.

1.5Tinjauan Pustaka

Pompa adalah peralatan mekanis berfungsi untuk mengalirkan cairan melalui suatu tempat yang lebih rendah ketempat yang lebih tinggi atau dari tekanan rendah ke tekanan tinggi.

Pompa di bagi beberapa jenis yaitu pompa tekanan statis dan pompa tekanan dinamis. Pompa tekanan statis yaitu proses pengubahan bentuk energi mekanik menjadi energi hidrolik pada fluida kerja dengan perantara tekanan statis dari fluida kerja pompa itu sendiri. Jenis pompa tekanan statis yaitu pompa torak dan pompa putar.

Pompa torak adalah sebuah pompa dimana energi mekanis penggerak pompa dirubah menjadi energi aliran fluida yang dipindahkan dengan menggunakan elemen yang bergerak bolak balik di dalam sebuah silinder. pompa torak banyak digunakan di kalangan industri, terutama industri kendaraan bermotor, di mana pompa torak tersebut digunakan sebagai tempat pembakaran bahan bakar dengan udara pada kendaraan bermotor.

Pompa putar adalah pompa yang mentransfer energi dari penggerak ke cairan menggunakan elemen yang bergerak berputar didalam rumah (casing). Fluida ditarik dari reservoir melalui sisi isap dan didorong melalui rumah pompa yang tertutup menuju sisi buang pada tekanan yang tinggi. Berapa tekanan fluida yang akan keluar pompa tergantung pada tekanan atau tahanan aliran sistem. Sedangkan debit yang dihasilkan tergantung pada kecepatan putar dari elemen yang berputar. Elemen yang berputar ini biasanya disebut sebagai rotor.

Pompa tekanan dinamis terdiri dari poros, sudu-sudu, impeller, rumah volute dan nozel keluar. Energi mekanis dari luar diberikan kepada poros pompa untuk memutar impeller, maka fluida yang ada di dalam impeller oleh dorongan sudut-sudut akan terlempar keluar melalui pipa tekan akibat adanya gaya sentrifugal. Akibat putaran dari impeler menyebabkan head dari fluida menjadi lebih tinggi karena mengalami percepatan. Jenis pompa tekanan dinamis yaitu pompa aliran radial, pompa aliran aksial, pompa aliran campuran.

Pompa sentrifugal mempunyai impeller (baling – baling) untuk mengangkat zat cair dari tempat yang lebih rendah ke tampat yang lebih tinggi.

1.1Gambar Pompa Sentrifugal

Daya dari luar diberikan kepada poros pompa untuk memutarkan impeller di dalam zat cair. Maka zat cair yang ada di dalam impeller, oleh dorongan sudu – sudu (kipas) ikut berputar.

Karena timbul gaya sentrifugal maka zat cair mengalir ditengah impeller ke luar melalui saluran diantara sudu – sudu. Jadi impeller pompa berfungsi memberikan kerja kepada zat cair sehingga energi kandungannya menjadi bertambah besar. Pompa sentrifugal dapat mengubah energi mekanik dalam bentuk kerja poros menajdi energi fluida. Energi inilah yang mengakibatkan pertambahan head tekanan, head kecepatan, dan head potensial pada zat cair yang mengalir secara kontiniu.

1.6Metode Penulisan

Metode penulisan yang dipergunakan dalam penulisan karya akhir ini adalah sebagai berikut :

a. Mengambil bahan – bahan dari buku referensi, jurnal, artikel yang ada di internet yang berhubungan dengan makalah ini.

b. Melakukan pengamatan langsung dan mengambil data di Pabrik Mini PTKI Medan.

1.7Sistematika Penulisan

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini menjelaskan tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah, tinjauan pustaka, metode penulisan dan sistematika penulisan

Bab ini menjelaskan mengenai teori – teori dasar yang diperlukan dalam karya akhir diantaranya menjelaskan tentang pengertian pompa, klasifikasi pompa, dan bagian – bagian yang termasuk didalam perhitungan kehilangan energi

BAB III : SISTEM PERPIPAAN

Membahas mengenai sistem perpipaan

BAB IV : PROSES PERHITUNGAN KEHILANGAN ENERGI

Bab ini menguraikan tentang proses perhitungan kehilangan energi (Head Loss).

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran dari penulis karya akhir

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Pompa

Pompa adalah peralatan mekanis yang digunakan untuk menaikkan cairan

dari dataran rendah ke dataran tinggi atau untuk mengalirkan cairan dari daerah bertekanan rendah ke daerah yang bertekanan tinggi dan juga sebagai penguat laju aliran pada suatu sistem jaringan perpipaan.

Pada prinsipnya, pompa mengubah energi mekanik motor menjadi energi aliran fluida. Energi yang diterima oleh fluida akan digunakan untuk menaikkan tekanan dan mengatasi tahanan – tahanan yang terdapat pada saluran yang dilalui.

Pompa juga dapat digunakan pada proses – proses yang membutuhkan tekanan hidraulik yang besar. hal ini bisa dijumpai antara lain pada peralatan – peralatan berat. Dalam operasi, mesin – mesin peralatan berat membutuhkan tekanan discharge yang besar dan tekanan isap yang rendah. Akibat tekanan yang rendah pada sisi isap pompa maka fluida akan naik dari kedalaman tertentu, sedangkan akibat tekanan yang tinggi pada sisi discharge akan memaksa fluida untuk naik sampai pada ketinggian yang diinginkan.

Gambar 2-1 Kelas dan Jenis Pompa

2.2 Klasifikasi Pompa

Pompa dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu :

1. Pompa perpindahan positif (positive displacement pump) 2. Pompa dinamik (dynamic pump)

2.3 Pompa Perpindahan Positif

Disebut juga dengan pompa aksi positif. Energi mekanik dari putaran poros pompa dirubah menjadi energi tekanan untuk memompakan fluida. Pada pompa jenis ini dihasilkan head yang tinggi tetapi kapasitas yang dihasilkan rendah. Yang termasuk jenis pompa ini adalah :

2.3.1 Pompa Rotari

Pompa rotari terdiri dari rumah pompa yang diam yang mempunyai roda gigi, baling – baling, piston, kam (cam), segmen, sekrup, dan lain – lain, yang beroperasi dalam ruang bebas yang sempit. Sebagai ganti pelewatan cairan pada pompa sentrifugal, pompa rotari akan memerangkap cairan, mendorongnya melalui rumah pompa yang tertutup, hampir sama dengan piston pompa torak. Akan tetapi, tidak seperti pompa piston, pompa rotari mengeluarkan cairan dengan aliran yang lancar (smooth).

Jenis Pompa Rotari

a. Pompa Rotari Roda Gigi Luar

Pompa ini merupakan jenis pompa rotari yang paling sederhana. Apabila gerigi roda gigi berpisah pada sisi hisap cairan akan mengisi ruangan yang ada diantara gerigi tersebut. Kemudian cairan ini akan dibawa berkeliling dan ditekan keluar apabila geriginya bersatu lagi. Roda gigi ini dapat berupa gigi heliks-tunggal, heliks-ganda atau gigi lurus. Beberapa desain mempunyai lubang fluida yang radial pada roda gigi bebas dari bagian atas dan akar gerigi sampai ke lubang dalam roda gigi. Ini akan memungkinkan cairan melakukan jalan pintas dari satu gigi ke gigi lainnya, yaitu menghindarkan terjadinya tekanan berlebihan yang akan membebani bantalan secara berlebihan dan menimbulkan kebisingan.

Gambar 2-2 Pompa Rotari Roda Gigi Luar

a. Pompa Roda Gigi Dalam

Jenis ini mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam yang berpasangan denga roda gigi luar yang bebas (idler). Sebuah sekat berbentuk bulan sabit dapat digunakan untuk mencegah cairan kembali ke sisi hisap pompa.

Gambar 2-3 Pompa Rotari Gigi Dalam

b. Pompa Cuping

Pompa cuping ini mirip dengan pompa jenis roda gigi dalam hal aksinya dan mempunyai dua rotor atau lebih dengan dua, tiga, empat cuping atau lebih pada masing – masing rotor. Putaran rotor tadi diserempakkan oleh roda gigi luarnya. Oleh karena cairan dialirkan dengan frekuensi yang

lebih sedikit tetapi dalam jumlah yang lebih besar dari yang dialirkan oleh pompa roda gigi, maka aliran dari pompa jenis cuping ini tidak akan sekonstan aliran pompa roda gigi. Tersedia juga gabungan pompa – pompa roda gigi dan cuping.

Gambar 2-4 Pompa Cuping

c. Pompa Sekrup

Pompa sekrup ini mempunyai satu, dua, tiga sekrup yang berputar di dalam rumah pompa yang diam. Tersedia sejumlah besar desain untuk berbagai penggunaan. Pompa sekrup tunggal mempunyai rotor spiral yang berputar di dalam sebuah stator atau lapisan (linier) heliks-dalam

(internal-helix-stator). Rotor terdiri dari logam sedangkan heliks terbuat

dari karet keras atau lunak, tergantung pada cairan yang di pompakan.

d. Pompa Baling

Pompa baling berayun mempunyai sederetan baling berayun yang akan keluar bila rotor berputar, menjebak cairan dan memaksanya ke luar pipa buang pompa. Pompa baling geser menggunakan baling – baling yang dipertahankan tetap menekan lubang rumah pompa oleh gaya sentrifugal bila rotor diputar. Cairan yang terjebak diantara dua baling dibawa berputar dan dipaksa keluar dari sisi buang pompa.

Gambar 2-6 Pompa Baling

2.3.2 Pompa Torak

Pompa torak mengeluarkan cairan dalam jumlah yang terbatas selama

pergerakan piston atau plunyer sepanjang langkahnya. Tidak seluruh cairan dapat mencapai pipa buang disebabkan oleh kebocoran atau peralatan pembuang (by

pass) dapat saja mencegah hal ini. Volume cairan yang dipindahkan selama satu

langkah piston atau plunyer akan sama dengan perkalian luas piston dengan panjang langkah.

Jenis Pompa Torak

a. Pompa Aksi Langsung

Pada pompa jenis ini, sebuah batang piston (piston rod) bersama menghubungkan piston untuk uap dengan piston unutk cairan. Pompa aksi langsung dibuat dengan sistem simpleks (masing – masing satu piston uap dan satu pistnon cairan) dan dupleks (dua piston uap dan dua piston cairan). Pompa aksi langsung sistem simpleks dan dupleks yang mendatar atau vertikal telah peroperasi dengan sangat memuaskan pada banyak keperluan, termasuk untuk keperluan pengisian ketel bertekanan rendah.

b. Pompa Tenaga

Pompa tenaga ini mempunyai poros engkol yang digerakkan dari sumber penggerak luar, umumnya motor listrik, sabuk mesin atau rantai. Roda – roda gigi sering dipakai antara penggerak dan poros engkol untuk mengurangi kecepatan keluaran penggerak. Bila digerakkan pada kecepatan konstan, pompa tenaga mengalirkan kapasitas yang hampir konstan dan mempunyai efisiensi yang bagus. Pompa tenaga baik dipakai khususnya untuk keperluan tekanan tinggi dan dipakai untuk pengisian air ketel, pemompaan jaringan pipa.

2.4 Pompa Dinamik

Pompa dinamik terdiri dari satu impeler atau lebih yang dilengkapi dengan

sudu-sudu, yang dipasangkan pada poros-poros yang berputar dan menerima energi dari motor penggerak pompa serta diselubungi dengan sebuah rumah

(casing). Fluida berenergi memasuki impeler secara aksial, kemudian fluida meninggalkan impeler pada kecepatan yang relatif tinggi dan dikumpulkan didalam volute atau suatu seri laluan diffuser, setelah fluida dikumpulkan di dalam

volute atau diffuser terjadi perubahan dari head kecepatan menjadi head tekanan,

yang diikuti dengan penurunan kecepatan. Sesudah proses konversi ini selesai kemudian fluida keluar dari pompa melalui katup discharge.

2.4.1 Pompa Sentrifugal Kerja Pompa Sentrifugal

Pompa ini digerakkan oleh motor. Daya dari motor diberikan pada poros pompa untuk memutar impeler yang dipasangkan pada poros tersebut. Akibat dari putaran impeler yang menimbulkan gaya sentrifugal, maka zat cair akan mengalir dari tengah impeler keluar lewat saluran di antara sudu-sudu dan meninggalkan impeler dengan kecepatan yang tinggi.

Zat cair yang keluar dari impeler dengan kecepatan tinggi kemudian melalui saluran yang penampangnya semakin membesar yang disebut volute, sehingga akan terjadi perubahan dari head kecepatan menjadi head tekanan. Jadi zat cair yang keluar dari flens keluar pompa head totalnya bertambah besar. Sedangkan proses pengisapan terjadi karena setelah zat cair dilemparkan oleh impeller, ruang diantara sudu-sudu menjadi vakum, sehingga zat cair akan terisap masuk.

Selisih energi persatuan berat atau head total dari zat cair pada flens keluar dan flens masuk disebut sebagai head total pompa. Sehingga dapat dikatakan bahwa pompa sentrifugal berfungsi mengubah energi mekanik motor menjadi

energi aliran fluida. Energi inilah yang mengakibatkan pertambahan head kecepatan, head tekanan dan head potensial secara kontinu. Sekarang ini pemakaian pompa sentrifugal sangat banyak digunakan dan telah berkembang sedemikian maju sehingga banyak menggantikan pemakaian pompa-pompa lain.

Gambar 2-7 Bagian – bagian Pompa Sentrifugal

Klasifikasi Pompa Sentrifugal

Pompa sentrifugal dapat diklasifikasikan menurut beberapa cara yaitu :

a. Menurut Jenis Aliran Dalam Impeler 1. Pompa Aliran Radial

Pompa ini mempunyai konstruksi sedemikian sehingga aliran zat cair yang keluar dari impeler akan tegak lurus poros pompa (arah radial).

Gambar 2-8 Pompa Sentrifugal Aliran Radial

Aliran zat cair didalam pompa waktu meninggalkan impeler akan bergerak sepanjang permukaan kerucut (miring) sehingga komponen kecepatannya berarah radial dan aksial

Gambar 2-9 Pompa Sentrifugal Aliran Campur

3. Pompa Aliran Aksial

Aliran zat cair yang meninggalkan impeler akan bergerak sepanjang permukaan silinder ( arah aksial).

Gambar 2-10 Pompa Aliran Aksial

1. Impeler Tertutup

Sudu – sudu (kipas) ditutup oleh dua buah dinding yang merupakan satu kesatuan, digunakan untuk pemompaan zat cair yang bersih atau sedikit mengandung kotoran.

2. Impeler Setengah Terbuka

Impeler jenis ini terbuka disebelah sisi masuk (depan) dan tertutup disebelah belakangnya. Sesuai untuk memompa zat cair yang sedikit mengandung kotoran misalnya, air yang mengandung pasir.

3. Impeler Terbuka

Impeler jenis ini tidak ada dindingnya di depan maupun dibelakang. Bagian belakang ada sedikit dinding yang disisakan untuk memperkuat sudu. Jenis ini banyak digunakan untuk pemompaan zat cair yang banyak mengandung kotoran.

c. Menurut Bentuk Rumah

1. Pompa Bentuk Rumah Keong/Volute

Pada jenis pompa ini, impeller membuang cairan kedalam rumah spiral secara berangsur – angsur berkembang. Ini dibuat sedemikian rupa untuk mengurangi kecepatan cairan dapat diubah menjadi tekanan statis. Rumah keong pompa ganda, menghasilkan kesimetrisan yang hampir radial pada pompa bertekanan tinggi dan pada pompa yang dirancang untuk operasi aliran yang sedikit.

Gambar 2-11 Rumah Keong/Volute

2. Pompa Difuser

Baling – baling pengarah yang tetap mengelilingi runner atau impeller pada pompa jenis difuser. Laluan – laluan yang berangsur – angsur mengembang ini akan mengubah arah aliran cairan dan mengkonversikannya menjadi tinggi tekanan.

Gambar 2-12 Pompa Difuser

3. Pompa Jenis Turbin

Pompa jenis turbin dikenal juga dengan pompa vorteks, cairan pada pompa ini dipusar oleh baling – baling impeller dengan kecepatan yang tinggi selama hampir dalam satu putaran di dalam saluran yang berbentuk cincin, tempat impeller tadi berputar.

1. Pompa Satu Tingkat

Pompa ini hanya mempunyai satu impeler. Head total yang ditimbulkan hanya berasal dari satu impeler, jadi relatif rendah.

2. Pompa Bertingat Banyak

Pompa ini menggunakan beberapa impeler yang dipasang secara berderet (seri) pada satu poros. Zat cair yang keluar dari impeler pertama dimasukkan kedalam impeler berikutnya dan seterusnya hingga impeler terakhir. Head total pompa ini merupakan jumlah dari head yang ditimbulkan oleh masing – masing impeler sehingga relatif tinggi.

2.5 Hukum Kesebangunan

Jika dua buah pompa sentrifugal yang geometris sebangun satu dengan yang lain maka untuk kondisi aliran yang sebangun berlaku hubungan sebagai berikut :

Rumus 2.1 Hukum Kesebangunan

Dimana, D = diameter impeler (m)

Q = kapasitas aliran (m3/s)

P = daya poros pompa (kW)

N = putaran pompa (rpm)

Hubungan diatas dinamakan Hukum Kesebangunan Pompa. Hukum tersebut sangat penting untuk menaksir perubahan performansi pompa bila putaran diubah dan juga untuk memperkirakan performansi pompa yang direncanakan apabila pompa tersebut geometris sebangun dengan pompa yang sudah diketahui performansinya.

2.6 Kecepatan Spesifik

Kecepatan spesifik dinyatakan dalam persamaan :

Rumus 2.2 Kecepatan Spesifik

Dimana n, Q dan H adalah harga_‐harga pada titik efisiensi maksimum pompa. Harga ns dapat dipakai sebagai parameter untuk menyatakan jenis pompa. Jika ns sudah ditentukan maka bentuk impeler pompa tersebut sudah tertentu pula.

2.7 Head Pompa

Head pompa merupakan salah satu karakteristik pompa yang harus diperhatikan dalam perencanaan perpipaan. Dimana head total pompa adalah salah satu parameter pompa yang menyangkut jarak terjauh yang harus disediakan oleh pompa untuk mengalirkan fluida dalam satuan jarak.

2.7.1 Head Total Pompa

Head total pompa merupakan energi persatuan berat yang harus disediakan oleh pompa untuk mengatasi energi tekanan, kecepatan, perbedaan ketinggian,

kerugian gesek, dan kerugian – kerugian pada perlengkapan seperti katup (valve), belokan (elbow), perubahan penampang, dan lain – lain.

Head total pompa dinyatakan sebagai berikut :

Rumus 2.3 Head Total Pompa Dimana :

H : head total pompa (m) ha : head statis (m)

Δhp : perbedaan head tekanan yang bekerja pada kedua permukaan fluida (m)

hl : berbagai kerugian head. Dimana hl = hld + hls adalah kerugian head gesek

pipa keluar dan hls kerugian head gesek pipa masuk.

: head kecepatan keluar (m) g : percepatan gravitasi (9,8 m/s2)

Adapun hubungan antara tekanan dan head tekanan dapat diperoleh dari rumus :

Rumus 2.4 Hubungan Tekanan Dan Head Tekanan

Dimana :

hp : head tekanan (m)

p : tekanan (kgf/cm2)

Apabila tekanan diberikan dalam kPa, dapat menggunakan rumus sebagai berikut :

Rumus 2.5 Tekanan Dimana :

p : tekanan (pa) ρ : rapat massa (kg/l)

2.8 Kerugian Energi (J/kg)

Besarnya kerugian energi γ (J/kg) menurut instalasi perpipaan diperoleh dari besarnya kerugian head h1 (m). Energi spesifik γ (J/kg) kadang – kadang

dipakai sebagai pengganti kerugian head h1 (m). Adapun hubungannya adalah

sebagai berikut :

Rumus 2.6 Kerugian Energi

Maka kerugian energi sama dengan head kerugian yaitu energi untuk mengatasi kerugian – kerugian yang terdiri atas kerugian gesek di dalam pipa – pipa, dan kerugian di dalam belokan – belokan, katup – katup. Dimana kerugian energi dikategorikan baik apabila tidak melebihi 10 % dari energi yang disediakan oleh pompa untuk instalasi.

Untuk menghitung kerugian gesek di dalam pipa dapat dipakai rumus di bawah ini :

Rumus 2.7 head kerugian gesek dalam pipa Dimana :

v : kecepatan rata – rata aliran didalam pipa (m/s) C,p,q : koefisien – koefisien

R : jari – jari Hidrolik (m) S : gradien Hidrolik

hf : head kerugian gesek dalam pipa λ : koefisien kerugian gesek dalam pipa g : percepatan gravitasi (9,8 m/s2) L : panjang pipa (m)

D : diameter dalam pipa (m)

Selanjutnya, untuk aliran yang laminer dan yang turbulen, terdapat rumus yang berbeda. Sebagai patokan apakah suatu aliran itu laminer atau turbulen, dipakai bilangan reynolds :

Rumus 2.8 bilangan reynolds Dimana :

Re : bilangan reynolds

v : kecepatan rata – rata aliran di dalam pipa D : diameter dalam pipa (m)

v : viskositas kinematik zat cair (m2/s)

Pada Re < 2300, aliran bersifat laminer

Pada Re > 4000, aliran bersifat turbulen

Pada Re = 2300-4000 terdapat daerah transisi, dimana aliran dapat bersifat laminer

dan turbulen tergantung pada kondisi pipa dan aliran.

2.8.2 Kerugian Head Dalam Jalur Pipa

Dalam aliran melalui jalur pipa, kerugian juga akan terjadi apabila ukuran pipa, bentuk penampang, atau arah aliran berubah. Kerugian head di tempat – tempat transisi yang demikian itu dinyatakan secara umum dengan rumus :

Rumus 2.9 kerugian head dalam jalur pipa Dimana :

v : kecepatan rata – rata di dalam pipa (m/s) f : koefisien kerugian

g : percepatan grafitasi (9,8 m/s2) hf : kerugian head (m)

BAB III

SISTEM PERPIPAAN

3.1 Teori Dasar

Sistem perpipaan dapat ditemukan hampir pada semua jenis industri,dari sistem pipa tunggal yang sederhana sampai sistem pipa bercabang yang sangat kompleks.

Sistem perpipaan meliputi semua komponen dari lokasi awal sampai dengan lokasi tujuan antara lain, saringan (strainer), katup atau kran, sambungan, nosel dan sebagainya. Sambungan dapat berupa sambungan penampang tetap, sambungan penampang berubah, belokan (elbow) atau sambungan bentuk T.

Sistem perpipaan dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu sistem pipa tunggal dan sistem pipa majemuk. Sistem pipa tunggal adalah sistem perpipaan dimana semua komponen pipa terhubung secara seri tanpa adanya cabang. Sedangkan sistem pipa majemuk adalah gabungan dari sistem perpipaan yang dipasang secara seri dan pararel disertai dengan cabang perpipaan yang ada.

3.2 Valve/Katup

Valve atau katup adalah sebuah alat yang berfungsi untuk mengatur aliran suatu fluida dalam bentuk cair maupun gas. Jenis valve beraneka ragam antara lain : globe valve, gate valve, ball valve, check valve, dll. Berdasarkan fungsinya, valve dapat dikategorikan menjadi 3 macam antara lain :

1. Stop Valves

Penggunaan stop valves pada suatu sistem perpipaan umumnya digunakan untuk membuka atau menutup aliran.

Jenis stop valves : globe valve, gate valve, ball valve, buterffly valve, dll. 2. Regulating Valves

Penggunaan regulating valves pada umumnya digunakan untuk mengatur laju debit aliran.

Jenis regulating valves : non return valve/check valve, pressure reducing valve.

3. Safety Valves

Penggunaan safety valves pada umumnya digunakan untuk mengatur tekanan jika berlebih atau berkurang. Biasanya hal ini terkait dengan nilai ambang batas maksimum atau minimum pada suatu sistem.

Jenis safety valves : relief valve, back pressure valve.

3.2.1 Globe Valve

Globe valve merupakan salah satu jenis tipe stop valve yang umumnya digunakan untuk tekanan dan temperatur yang sangat tinggi. Aplikasi dari globe valve dapat digunakan untuk berbagai macam, di antaranya : liquid (cairan), vapor (uap), gases (gas), dan corrosive substances (cairan korosif). Untuk membuka dan menutup katup, umumnya dilakukan dengan cara memutar roda engkol.

Keuntungan dari penggunaan globe valve adalah kontrol aliran dapat dilakukan dengan lebih akurat, dan juga tersedia dalam berbagai macam sambungan (sambunganulir atau sambungan flange).

Kerugian dari penggunaan globe valve adalah nilaik K (koefisien minor) yang tinggi sehingga berpengaruh pada tingginya pressure drop, selain itu harga globe valve yang relatif lebih mahal dibandingkan valve lainnya.

Gambar 3.1 globe valve

3.2.2 Gate Valve

Gate valve merupakan salah satu jenis stop valve yang digunakan untuk membuka dan menutup aliran yang memiliki tekanan tidak terlalu tinggi. Selain itu, gate valve juga berfungsi untuk mengontrol debit aliran. Aplikasi debit valve dapat digunakan untuk oli, gas, udara, steam, dan cairan korosif.

Keuntungan dari penggunaan gate valve adalah dapat digunakan untuk kapasitas yang tinggi, dan juga harga gate valve yang relatif lebih murah dibandingkan globe valve.

Kerugian dari penggunaan gate valve adalah pengontrolan aliran yang kurang baik dibandingkan dengan globe valve.

3.2.3 Ball Valve

Ball valve merupakan salah satu jenis stop valve yang digunakan hanya untuk tekanan rendah. Ball valve dapat digunakan untuk fluida dengan temperatur yang tinggi.

Keuntungan dari penggunaan ball valve adalah low maintenance, dapat digunakan untuk temperatur yang tinggi, dan juga harga yang relatif terjangkau.

Kerugian dari penggunaan ball valve adalah kecenderungan timbulnya kavitasi.

3.2.4 Butterfly Valve

Butterfly valve hampir sama dengan ball valve yang hanya digunakan untuk tekanan rendah dengan model seperti kupu – kupu dan tidak dapat digunakan untuk mengatur tekanan dan kapasitas aliran. Aplikasi dari butterfly valve dapat digunakan untuk jenis liquid dan gas.

Keuntungan dari penggunaan butterfly valve adalah pressure drop yang rendah, minim perawatan, high capacity, dan good low control.

Kerugian dari penggunaan butterfly valve adalah cenderung terjadi kavitasi pada aliran yang rendah sekalipun.

Gambar 3.4 butterfly valve

3.2.5. Control Valve

Control valve sama atau menyerupai dengan bentuk globe valve. Perbedaannya hanya terletak pada pembuka dan penutup katupnya saja. Pada globe valve, untuk membuka dan menutup katup dilakukan dengan menggerakkan/menutar roda engkol. Sedangkan pada control valve tidak terdapat roda engkol, melainkan terdapat suatu piranti tambahan diatasnya dengan sistem pneumatik yang berfungsi sama dengan globe valve yaitu untuk membuka dan menutup aliran, serta juga untuk mengatur debit aliran sekaligus agar sesuai

dengan yang diharapkan. Aplikasi dari control valve dapat digunakan untuk mengatur liquid, gas maupun udara.

3.2.6. Non Return Valve/Check Valve

Check valve merupakan salah satu jenis regulating valve yang direkomendasikan untuk digunakan pada tekanan rendah saja. Check valve terdiri dari tiga jenis, antara lain lift check valve, swing check valve, dan stop check valve.

Gambar 3.5 lift check valve

Gambar 3.6 swing check valve

3.3. Strainer

Strainer/saringan merupakan salah satu komponen perpipaan yang sering kali digunakan untuk menyaring kotoran. Pada umumnya konstruksi strainer terbuat dari bahan stainless steel, dan bentuknya menyerupai huruf Y dengan tujuan untuk mempermudah melakukan cleaning karena gumpalan kotoran yang ada.

Strainer dilengkapi dengan flange pada kedua ujungnya, sehingga mudah dalam melakukan penyambungan antara strainer dengan perpipaan yang ada.

3.4. Elbow

Elbow atau belokan merupakan suatu piranti yang sering kali digunakan pada suatu sistem perpipaan. Dalam perencanaan suatu sistem aliran, sulit dihindari adanya suatu belokan/elbow. Adanya elbow dalam suatu sistem dapat menyebabkan terjadinya kerugian pada aliran. Hal ini disebabkan karena adanya perubahan arah aliran fluida yang melalui saluran/pipa tersebut. Besar kecilnya kerugian aliran yang terjadi pada elbow dipengaruhi oleh besarnya jari-jari kelengkungan dan sudut belok dari elbow itu sendiri.

Berdasarkan cara pemasangan, elbow dibedakan menjadi dua macam, yaitu elbow yang dilengkapi dengan flange, dan elbow yang dilengkapi dengan ulir.

Gambar 3.9 flanged elbow 900

Gambar 3.10 threaded elbow 900

Sesuai standar yang ada dipasaran, elbow tersedia dalam ukuran sudut 450 dan 900 dengan pilihan flanged serta ulir sesuai dengan kebutuhan yang akan digunakan. Kerugian/losses pada suatu elbow dapat dikurangi dengan cara menggunakan elbow dengan jari-jari kelengkungan yang lebih besar.

3.5. Percabangan(Tee)

Percabangan (tee) sering kali ditemukan pada suatu sistem perpipaan. Pada umumnya, penggunaan tee dilakukan untuk mengalirkan aliran fluida menuju dua arah yang berbeda dalam satu siklus tertentu yang dipasang secara pararel. Sama halnya dengan elbow, berdasarkan cara pemasangannya, tee dibedakan menjadi dua macam, yaitu tee yang dilengkapi dengan flange, dan tee yang dilengkapi dengan ulir.

Tee dapat dibedakan menjadi dua macam, antara lain tee line dan tee branch. Tee line berlaku jika suatu aliran mengalir dari arah horisontal, dan terdapat percabangan ketika aliran yang mengalir secara horisontal tersebut. Sedangkan tee branch berlaku jika aliran mengalir dari arah bawah kemudian mengalami pemisahan ke kanan dan ke kiri.

a

Gambar 3.11 threaded tee

Gambar 3.12 flanged tee

3.6. Entrance dan Exit

Entrance sering kali timbul pada saat perpindahan dari pipa menuju suatu reservoar. Berdasarkan jenisnya, entrance dapat dibedakan menjadi 3 macam, yaitu reentrant, square-edge, dan well rounded.

Exit merupakan kebalikan dari entrance. Exit timbul karena adanya perpindahan dari reservoar menuju kesuatu pipa. Sama halnya dengan entrance, exit dapat dibedakan menjadi 3 macam, diantaranya projecting, sharp edge, dan rounded.

Gambar 3.14 macam-macam exit

3.7. Pembesaran (Ekspansion)

Pembesaran dalam suatu sistem perpipaan dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu pembesaran mendadak atau terjadi secara tiba-tiba yang seringkali disebut dengan sudden ekspansion, ataupun pembesaran bertahap/gradual ekspansion.

Gambar 3.15 sudden ekspansion a

3.8. Pengecilan (Contraction)

Sama halnya dengan ekspansion, contraction juga dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu sudden contraction (pengecilan secara tiba-tiba), dan gradual contraction (pengecilan secara bertahap).

Gambar 3.17 sudden contraction

BAB IV

PROSES PERHITUNGAN KEHILANGAN ENERGI

Dibawah ini akan dijelaskan spesifikasi alat-alat dan proses perhitungan kehilangan energi yang terdapat di Pabrik Mini PTKI-Medan.

4.1. Spesifikasi Pompa Sentrifugal a. Pompa (P-9)

1. Head : 30 m

2. Kapasitas : 13 m3/Jam

3. Speed : 2910 rpm

4. No. Bearing : 6306

5. Motor penggerak :

a. Daya : 2,2 kW

b. Tegangan : 380 V

c. Ampere : 4,2 A

d. Frekwensi : 50 Hz

e. Jlh. Kutup : 2 buah

b. Cooling Water (Z-3)

1. Cooling capacity :72000

2. Water flow : 200 L/M

3. Water intel temp. : 440 C

4. Water outlet temp. : 380 C

5. Water bulb temp. : 290 C

6. P-R No. : B-381335

7. Fan dia. : 600 mm

8. Motor : 0,4 kW x 6PX x 50 Hz x 1 Set

9. SHPG. Weight : 65 kg

10. Oper weight : 140 kg

11. Date : 1982

12. MFG. No. : 71

c. Condensor (E-2)

1. Code : JIS B 8249 CLASS II

2. Radiograp shell No. : Surface aea 4,5 m2

3. Radiograp tube No. : Design press shell 1,8 kg/cm2

5. Stress relief tube No. : Design temp. Shell 880 C

6. MFR’S serial : 53DE 0002 HYDR. T. press shell 3,6 kg/cm2

7. Date built : Oct. 1982 HYDR. T. Press tube 10,8 kg/cm2

8. Net weight : 460 kg PNEU T. Press tube 6,6 kg/cm2

4.2 Proses Perhitungan

Untuk memperoleh besarnya kerugian energi, perlu dihitung dahulu head kerugian hl (m). Dibawah ini akan diuraikan perhitungan kerugian head.

1. Berbagai Kerugian Head hl (m)

a. Kerugian Head Pipa Keluar (hld)

1. Kerugian Head Gesek Dalam Pipa

Kerugian gesek dalam pipa, dapat ditentukan menggunakan rumus:

Dengan, Q = 13m3/Jam →

D = 2,5 in →

L = 11,49 m

g = 9,8 m/s2

Selanjutnya, untuk aliran yang laminer dan yang turbulen, terdapat rumus yang berbeda. Sebagai patokan apakah suatu aliran itu laminer atau turbulen, di pakai bilangan Reynolds :

Dengan, v = 1,146 m/s

D = 2,5 in → 0,063 m

v = 0,6723.10-6 m2/s

Harga Re digunakan untuk menentukan aliran itu bersifat turbulen

atau laminer. Dari hasil perhitungan diatas, harga Re > 4000 maka aliran bersifat turbulen. Harga λ adalah 0,006. Maka kerugian gesek dalam pipa dapat dihitung sebagai berikut :

2. Kerugian Head Dalam Jalur Pipa

Kerugian head dalam jalur pipa, dapat ditentukan dengan rumus :

a. Kerugian Head Pada Belokan Pipa (Elbow)

Dari data yang diperoleh :

Maka, 6 (elbow) x 0,009 = 0,054 m

(ii) 4 buah elbow 900, dengan D = 2 in. Dan harga f = 0,138.

Maka, 4 (elbow) x 0,009 = 0,0036 m

(iii) 1 buah elbow 450, dengan D = 2 in. Dan harga f = 0,2.

Maka, kerugian head pada belokan pipa adalah :

0,054 m + 0,0036 m + 0,0134 m = 0,071 m

b. Kerugian Head Pada Percabangan

Dari hasil pengamatan diperoleh 3 percabangan :

(i) Percabangan I.

Untuk Q1/Q2 = 0,8 , dengan f = 0,21.

v2 : D2 = v1 : D1

v2 : 0,05 = 1,146 : 0,063

v2 . 0,063 = 0,05 . 1,146

Maka,

(ii) Percabangan II.

Maka untuk dua percabangan yang sama yaitu :

2 x 0,0056 = 0,0112 m

Maka, kerugian head pada percabangan adalah :

0,008 m + 0,0112 m = 0,0192 m

c. Kerugian Head Pada Katup

Dari hasil pengamatan diperoleh :

(i) 1 buah gate valve dengan f = 0,25 dan D 2,5 in (0,063 m). Maka diperoleh :

(ii)1 buah glove valve dengan f = 0,7 dan D = 2,5 in (0,063 m). Maka diperoleh :

(iii)1 buah gate valve dengan f = 0,22 dan D = 2,5 in (0,063 m). Maka diperoleh :

Maka total kerugian head di dalam katup adalah :

0,016 m + 0,047 m + 0,014 m = 0,077 m

Kerugian head dalam jalur pipa adalah :

0,071 m + 0,0192 m + 0,077 m = 0,1672 m

Kerugian head pipa keluar (hld) :

hld = kerugian head gesek didalam pipa + kerugian head dalam jalur pipa

hld = 0,097 m + 0,1672 m = 0,2642 m

Maka, kerugian energi pipa keluar (J/kg) adalah :

Yd = 9,8 . 0,2642

Yd = 2,590 J/kg

b. Kerugian Head Pipa Masuk (hls)

1. Kerugian Head Gesek di Dalam Pipa

Kerugian gesek dalam pipa, dapat ditentukan menggunakan rumus:

Dengan, Q = 13m3/Jam →

D = 2,5 in →

L = 2,685 m

g = 9,8 m/s2

v = 1,146 m/s

Re = 1.105 λ = 0,005

Besarnya head gesek dalam pipa adalah 0,014 m.

2. Kerugian Head Dalam Jalur Pipa

Kerugian head dalam jalur pipa, dapat ditentukan menggunakan rumus :

a. Kerugian Head Ujung Masuk Pipa

Dengan, f = 0,5

v = 1,146 m/s

g = 9,8 m/s2

Maka,

Besarnya kerugian head ujung masuk pipa adalah 0,0335 m.

b. Kerugian Head Pada Belokan Pipa (Elbow)

Dari hasil pengamatan diperoleh :

(i) 2 buah elbow 900 dengan D = 2,5 in (0,063 m), sehingga diperoleh f = 0,135. Maka diperoleh :

Kerugian untuk 2 buah elbow 900 adalah :

2 x 0,009 m = 0,018 m

(ii)1 buah elbow 450 dengan D = 2,5 in (0,063 m), sehingga diperoleh f = 0,18. Maka diperoleh :

Kerugian head pada belokan pipa adalah

0,018 m + 0,012 m = 0,03 m

c. Kerugian Head di Katup

Dari hasil pengamatan diperoleh :

(ii) 1 buah strainer dengan f = 2,0. Maka,

Kerugian head di katup adalah

0,016 m + 0,134 m = 0,15 m

Kerugian head dalam jalur pipa adalah :

Kerugian head ujung masuk pipa + kerugian head pada belokan pipa + kerugian head di katup

0,0335 m + 0,03 m + 0,15 m = 0,2135 m

Kerugian head pipa masuk (hls) :

hld = 0,022 m + 0,2135 m = 0,2355 m

Maka, kerugian energi pipa keluar (J/kg) adalah :

Ys = g . H

Ys = 9,8 . 0,2355

Ys = 2,30 J/kg

Maka total kerugian energi (J/kg) adalah

Ytotal = Yd + Ys

Ytotal = 2,590 + 2,30

Ytotal = 4,89 (J/kg)

Maka kerugian energi dalam perpipaan pada distribusi air pendingin adalah 4,89 (j/kg)

2. Pengaruh Kerugian Energi Pada Instalasi Perpipaan Yang Terpasang

Dalam perhitungan kehilangan energi berdasarkan instalasinya, diperoleh kehilangan energi sebesar 4,89 J/kg yang berpengaruh terhadap Head pompa berdasarkan spesifikasi. Head pompa berdasarkan spesifikasi adalah 30 m, dikonversikan kedalam satuan energi yaitu dengan menggunakan rumus :

Y = g . H

Y = 9,8 . 30

Dari perhitungan diatas diperoleh energi pompa berdasarkan spesifikasi sebesar 294 J/kg. Maka besarnya energi yang tersisa adalah energi berdasarkan spesifikasi dikurangi dengan energi berdasarkan instalasi dilapangan yaitu :

Energi yang tersisa = 294 J/kg – 4,89 J/kg

= 292,11 J/kg

Maka persentase energi yang hilang adalah

Dari hasil perhitungan diatas maka pengaruh kehilangan energi terhadap instalasi perpipaan yang terpasang dapat dikatakan masih baik karena sesuai dengan toleransi % yang diinginkan yaitu lebih kesil dari 10%.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil karya akhir dapat diambil kesimpulan :

1. Kehilangan energi terjadi akibat adanya sambungan atau belokan yang terdapat pada perpipaan sehingga tekanan yang ada menjadi berkurang. 2. Kerugian energi (Yt) dalam perpipaan pada distribusi air pendingin

yang dihitung berdasarkan instalasinya adalah 4,89 (J/kg) yang merupakan hasil penjumlahan (hld) dan (hls).

3. Kehilangan energi akan berpengaruh pada tekanan yang akan dihasilkan.

5.2 Saran

1. Dalam perhitungan kerugian energi suatu instalasi perpipaan, ketelitian pengukuran harus diutamakan, sehingga diperoleh hasil yang lebih tepat.

2. Suatu instalasi perpipaan dengan ukuran energi yang besar akan sangat merugikan, jadi untuk menghindari hal ini, pemasangan suatu perpipaan harus benar-benar tepat guna.

DAFTAR PUSTAKA

1. Hicks dan Edwards, “Teknologi Pemakaian Pompa, Penerbit Erlangga, 1996.

2. Sularso, Tahara Haruo, Pompa dan Kompresor Pemilihan Pemakaian

dan Pemeliharaan, edisi ke empat, PT. Pradaya Paramitha, Jakarta, 1991.

3.

4. http://google.Sri Utami Handayani, ST,MT, Pompa Dan Kompresor.

5.

LAMPIRAN

Lampiran 1 Faktor Gesekan Angka Reynolds

Re Faktor Gesekan (λ)

101 0,008

102 0,0065

103 0,006

104 0,0055

Keterangan Gambar

1. RCW (Ruttren Cooling Water) : air yang kembali setelah terjadinya proses 2. Mike Up : menjaga kestabilan permukaan cairan yang ada didalam Z3 3. IW (Industrial Water) : berasal dari utility PTKI

4. Drain Cooling Water 5. Souction Valve 6. Strainer type Y 7. Check Valve 8. Discharge Valve 9. Check Valve 10.Pompa 11.Katup 1 12.PG 13.Katup 2 14.Drain

Dari perhitungan diatas diperoleh energi pompa berdasarkan spesifikasi sebesar 294 J/kg. Maka besarnya energi yang tersisa adalah energi berdasarkan spesifikasi dikurangi dengan energi berdasarkan instalasi dilapangan yaitu :

Energi yang tersisa = 294 J/kg – 4,89 J/kg

= 292,11 J/kg

Maka persentase energi yang hilang adalah

Dari hasil perhitungan diatas maka pengaruh kehilangan energi terhadap instalasi perpipaan yang terpasang dapat dikatakan masih baik karena sesuai dengan toleransi % yang diinginkan yaitu lebih kesil dari 10%.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil karya akhir dapat diambil kesimpulan :

1. Kehilangan energi terjadi akibat adanya sambungan atau belokan yang terdapat pada perpipaan sehingga tekanan yang ada menjadi berkurang. 2. Kerugian energi (Yt) dalam perpipaan pada distribusi air pendingin

yang dihitung berdasarkan instalasinya adalah 4,89 (J/kg) yang merupakan hasil penjumlahan (hld) dan (hls).

3. Kehilangan energi akan berpengaruh pada tekanan yang akan dihasilkan.

5.2 Saran

1. Dalam perhitungan kerugian energi suatu instalasi perpipaan, ketelitian pengukuran harus diutamakan, sehingga diperoleh hasil yang lebih tepat.

2. Suatu instalasi perpipaan dengan ukuran energi yang besar akan sangat merugikan, jadi untuk menghindari hal ini, pemasangan suatu perpipaan harus benar-benar tepat guna.

DAFTAR PUSTAKA

1. Hicks dan Edwards, “Teknologi Pemakaian Pompa, Penerbit Erlangga, 1996.

2. Sularso, Tahara Haruo, Pompa dan Kompresor Pemilihan Pemakaian

dan Pemeliharaan, edisi ke empat, PT. Pradaya Paramitha, Jakarta, 1991.

3.

4. http://google.Sri Utami Handayani, ST,MT, Pompa Dan Kompresor.

5.

LAMPIRAN

Lampiran 1 Faktor Gesekan Angka Reynolds

Re Faktor Gesekan (λ)

101 0,008

102 0,0065

103 0,006

104 0,0055

Keterangan Gambar

1. RCW (Ruttren Cooling Water) : air yang kembali setelah terjadinya proses 2. Mike Up : menjaga kestabilan permukaan cairan yang ada didalam Z3 3. IW (Industrial Water) : berasal dari utility PTKI

4. Drain Cooling Water 5. Souction Valve 6. Strainer type Y 7. Check Valve 8. Discharge Valve 9. Check Valve 10. Pompa 11. Katup 1 12. PG 13. Katup 2 14. Drain