Kesimpulan dan Saran Studi Eksperimental Deteksi Fenomena Kavitasi Pada Pompa Sentrifugal Dengan Menggunakan Parameter Sinyal Getaran Dan Perubahan Temperatur

4.7.3 Analisa Getaran Pompa pada NPSH A =10 m 100 4.7.4 Analisa Getaran Pompa pada NPSH A =8,61 m 4.7.5 Verifikasi Data Simpangan pada Berbagai Nilai NPSH A 4.7.6 Verifikasi Data Kecepatan pada Berbagai Nilai NPSH A 4.7.7 Verifikasi Data Percepatan pada Berbagai Nilai NPSH A

4.8 Analisa Temperatur pada Rumah Pompa

BAB 5 Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan 5.2 Saran Daftar Pustaka Lampiran 109 118 124 130 136 143 147 xvii xix Universitas Sumatera Utara DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Rumah Pompa Sentrifugal 8 Gambar 2.2. Kurva Pompa Aquavane KSB Type A32-160 10 Gambar 2.3. Skema Instalasi Pompa 12 Gambar 2.4. Kerusakan pada Permukaan Sudu Impeller akibat Kavitasi 18 Gambar 2.5. Posisi Pompa Terletak Diatas Permukaan Fluida yang diisap 21 Gamabr 2.6. Posisi Pompa Terletak Dibawah Permukaan Fluida yang diisap 22 Gambar 2.7 Gerak Harmonik Sebagai Proyeksi Suatu Titik yang Bergerak pada Lingkaran 25 Gambar 2.8. Gerak Priodik dengan Periode τ 26 Gambar 2.9. Sistem Pegas-Massa dan Diagram Benda Bebas 26 Gambar 2.10. Gambar 2.11. Sistem yang Terendam Karena Kekentalan dengan Eksitasi Harmonik Standart ISO 10816-3 untuk Vibrasi 27 30 Gambar 2.12. Karakteristik Sinyal Statik dan Dinamik 31 Gambar 2.13. Hubungan Time Domain dengan Frequency Domain 32 Gambar 2.14. Kerangka Konsep Penelitian 34 Gambar 3.1. Pompa Sentrifugal 36 Gambar 3.2. Sistem Pemasangan Pompa dan Pendukungnya 36 Gambar 3.3. Profil Vibrometer Analog VM-3314A 38 Gambar 3.4. Profil Thermocouple Thermometer Tipe KW 06-278 Krisbow 39 Gambar 3.5. Profil Digital Photo Contact Tachometer 41 Gambar 3.6. Tampak Depan dan Samping Arah pengukuran 43 Gambar 3.7. Pengambilan Titik Pengukuran Vibrasi pada Pompa Sentrifugal 44 Gambar 3.8. Tampak Depan dari Sistem Pemasangan Pompa dan Instalasinya 46 Gambar 3.9. Tampak Atas dari Sistem Pemasangan Pompa dan Instalasinya 46 Gambar 3.10. Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian 48 Gambar 4.1. Head Statis pada Sisi Tekan dan Head Statis pada Sisi Isap 50 Universitas Sumatera Utara Gambar 4.2. Kehilangan Tinggi Tekan pada Pipa Isap 51 Gambar 4.3. Diagram Moody 53 Gambar 4.4. Kehilangan Tinggi Tekan Pipa Isap 57 Gambar 4.5. Kehilangan Tinggi Tekan Flowmeter 60 Gambar 4.6. Grafik Pembesaran dan Pengecilan Aliran Secara Tiba-Tiba 60 Gambar 4.7. Head Statis pada Sisi Isap Pompa 63 Gambar 4.8. Hubungan Variasi Bukaan Katup Isap dengan NPSH A 68 Gambar 4.9. Hubungan Variasi Tinggi Tekan dan Tekanan pada Manometer Tekan 71 Gambar 4.10. Hubungan Tinggi Tekan dan Kapasitas Aktual untuk Kondisi NPSH A =10,30m 76 Gambar 4.11. Hubungan Putaran Poros Pompa dan Kapasitas Aktual untuk Kondisi NPSH A =10,30m 76 Gambar 4.12. Hubungan Tinggi Tekan dan Kapasitas Aktual untuk Kondisi NPSH A =10,23m 77 Gambar 4.13. Hubungan Putaran Poros Pompa dan Kapasitas Aktual untuk Kondisi NPSH A =10,23m 77 Gambar 4.14. Hubungan Tinggi Tekan dan Kapasitas Aktual untuk Kondisi NPSH A =10m 78 Gambar 4.15. Hubungan Putaran Poros Pompa dan Kapasitas Aktual untuk Kondisi NPSH A =10m 78 Gambar 4.16. Hubungan Tinggi Tekan dan Kapasitas Aktual untuk Kondisi NPSH A =8,61m 79 Gambar 4.17. Hubungan Putaran Poros Pompa dan Kapasitas Aktual untuk Kondisi NPSH A =8,61m 79 Gambar 4.18. Hubungan Head dan Kapasitas pada Masing-Masing Nilai NPSH A 80 Gambar 4.19. Hubungan Simpangan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 85 Gambar 4.20. Hubungan Kecepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 86 Gambar 4.21. Hubungan Percepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Universitas Sumatera Utara Domain 87 Gambar 4.22. Hubungan Simpangan dengan Waktu pada Time Domain 88 Gambar 4.23. Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada Time Domain 89 Gambar 4.24. Hubungan Percepatan dengan Waktu pada Time Domain 90 Gambar 4.25. Hubungan Simpangan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 94 Gambar 4.26. Hubungan Kecepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 95 Gambar 4.27. Hubungan Percepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 96 Gambar 4.28. Hubungan Simpangan dengan Waktu pada Time Domain 97 Gambar 4.29. Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada Time Domain 98 Gambar 4.30. Hubungan Percepatan dengan Waktu pada Time Domain 99 Gambar 4.31. Hubungan Simpangan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 103 Gambar 4.32. Hubungan Kecepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 104 Gambar 4.33. Hubungan Percepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 105 Gambar 4.34. Hubungan Simpangan dengan Waktu pada Time Domain 106 Gambar 4.35. Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada Time Domain 107 Gambar 4.36. Hubungan Percepatan dengan Waktu pada Time Domain 108 Gambar 4.37. Hubungan Simpangan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 112 Gambar 4.38. Hubungan Kecepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 113 Gambar 4.39. Hubungan Percepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 114 Gambar 4.40. Hubungan Simpangan dengan Waktu pada Time Domain 115 Gambar 4.41. Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada Time Domain 116 Gambar 4.42. Hubungan Percepatan dengan Waktu pada Time Domain 117 Gambar 4.43. Perbandingan Displacement pada Arah Aksial Terhadap Universitas Sumatera Utara Waktu pada NPSH A yang Bervariasi 119 Gambar 4.44. Laju Pertambahan Amplitudo Simpangan Terhadap NPSH A pada Arah Aksial 120 Gambar 4.45. Perbandingan Displacement pada Arah Vertikal Terhadap Waktu pada NPSH A yang Bervariasi 121 Gambar 4.46. Laju Pertambahan Amplitudo Simpangan Terhadap NPSH A pada Arah Vertikal 122 Gambar 4.47. Perbandingan Displacement pada Arah Horizontal Terhadap Waktu pada NPSH A yang Bervariasi 123 Gambar 4.48. Laju Pertambahan Amplitudo Simpangan Terhadap NPSH A pada Arah Horizontal 124 Gambar 4.49. Perbandingan Velocity pada Arah Aksial Terhadap Waktu pada NPSHA yang Bervariasi 125 Gambar 4.50. Laju Pertambahan Amplitudo Kecepatan Terhadap NPSH A pada Arah Aksial 126 Gambar 4.51. Perbandingan Velocity pada Arah Vertikal Terhadap Waktu pada NPSH A yang Bervariasi 127 Gambar 4.52. Laju Pertambahan Amplitudo Kecepatan Terhadap NPSH A pada Arah Vertikal 128 Gambar 4.53. Perbandingan Velocity pada Arah Horizontal Terhadap Waktu pada NPSH A yang Bervariasi 129 Gambar 4.54. Laju Pertambahan Amplitudo Kecepatan Terhadap NPSH A pada Arah Horizontal 130 Gambar 4.55. Perbandingan Acceleration pada Arah Aksial Terhadap Waktu pada NPSH A yang Bervariasi 131 Gambar 4.56. Laju Pertambahan Amplitudo Percepatan Terhadap NPSH A pada Arah Aksial 132 Gambar 4.57. Perbandingan Acceleration pada Arah Vertikal Terhadap Waktu pada NPSH A yang Bervariasi 133 Gambar 4.58. Laju Pertambahan Amplitudo Percepatan Terhadap NPSH A pada Arah Vertikal 134 Gambar 4.59. Perbandingan Acceleration pada Arah Horizontal Terhadap Universitas Sumatera Utara Waktu pada NPSH A yang Bervariasi 135 Gambar 4.60. Laju Pertambahan Amplitudo Percepatan Terhadap NPSH A pada Arah Horizontal 136 Gambar 4.61. Perbandingan Temperatur Rumah Pompa dengan NPSH A yang Bervariasi untuk Kondisi Operasi Pompa Selama 1 jam 137 Gambar 4.62. Perbandingan Temperatur Rumah Pompa dengan NPSH A yang Bervariasi untuk Kondisi Operasi Pompa Selama 2 jam 138 Gambar 4.63. Perbandingan Temperatur Rumah Pompa dengan NPSH A yang Bervariasi untuk Kondisi Operasi Pompa Selama 3 jam 139 Gambar 4.64. Perbandingan Temperatur Rumah Pompa dengan NPSH A yang Bervariasi untuk Kondisi Operasi Pompa Selama 4 jam 140 Gambar 4.65. Perbandingan Temperatur Rumah Pompa dengan NPSH A yang Bervariasi untuk Kondisi Operasi Pompa Selama 5 jam 141 Gambar 4.66. Verifikasi Data Temperatur pada Berbagai Nilai NPSH A dan Kondisi Operasi 142 Universitas Sumatera Utara DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Peralatan yang Dipasang pada Instalasi Pompa 47 Tabel 4.1 Kenaikan Kehilangan Tinggi Tekan dengan Tipe bukaan Katup 64 Tabel 4.2 Nilai Koefisien K open untuk Tipe Screwed Valve 65 Tabel 4.3 Hubungan Bukaan Katup Isap dan Tekanan pada manometer Isap 70 Tabel 4.4 Hubungan Variasi Tinggi Tekan dengan Kapasitas Pengisian Reservoir Tekan dan Putaran Poros Pompa 75 Tabel 4.5 Data Rata-Rata Pengukuran Frekwensi Domain 81 Tabel 4.6 Data Rata-Rata Pengukuran Time Domain 81 Tabel 4.7 Hasil Perhitungan ωt dan Amplitudo pada Frekwensi Domain 83 Tabel 4.8 Hasil Perhitungan ωt dan Amplitudo pada Time Domain 83 Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Karakteristik Getaran pada Frekwensi Domain 83 Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Karakteristik Getaran pada Time Domain 84 Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Fungsi Karakteristik Getaran pada Frekwensi Domain 84 Tabel 4.12 Hasil Perhitungan Fungsi Karakteristik Getaran pada Time Domain 84 Tabel 4.13 Hubungan Simpangan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 85 Tabel 4.14 Hubungan Kecepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 86 Tabel 4.15 Hubungan Percepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 87 Tabel 4.16 Hubungan Simpangan dengan Waktu pada Time Domain 88 Tabel 4.17 Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada Time Domain 89 Tabel 4.18 Hubungan Percepatan dengan Waktu pada Time Domain 90 Tabel 4.19 Data Rata-Rata Pengukuran Frekwensi Domain 91 Universitas Sumatera Utara Tabel 4.20 Data Rata-Rata Pengukuran Time Domain 91 Tabel 4.21 Hasil Perhitungan ωt dan Amplitudo pada Frekwensi Domain 91 Tabel 4.22 Hasil Perhitungan ωt dan Amplitudo pada Time Domain 92 Tabel 4.23 Hasil Perhitungan Karakteristik Getaran pada Frekwensi Domain 92 Tabel 4.24 Hasil Perhitungan Karakteristik Getaran pada Time Domain 92 Tabel 4.25 Hasil Perhitungan Fungsi Karakteristik Getaran pada Frekwensi Domain 93 Tabel 4.26 Hasil Perhitungan Fungsi Karakteristik Getaran pada Time Domain 93 Tabel 4.27 Hubungan Simpangan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 94 Tabel 4.28 Hubungan Kecepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 95 Tabel 4.29 Hubungan Percepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 96 Tabel 4.30 Hubungan Simpangan dengan Waktu pada Time Domain 97 Tabel 4.31 Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada Time Domain 98 Tabel 4.32 Hubungan Percepatan dengan Waktu pada Time Domain 99 Tabel 4.33 Data Rata-Rata Pengukuran Frekwensi Domain 100 Tabel 4.34 Data Rata-Rata Pengukuran Time Domain 100 Tabel 4.35 Hasil Perhitungan ωt dan Amplitudo pada Frekwensi Domain 100 Tabel 4.36 Hasil Perhitungan ωt dan Amplitudo pada Time Domain 101 Tabel 4.37 Hasil Perhitungan Karakteristik Getaran pada Frekwensi Domain 101 Tabel 4.38 Hasil Perhitungan Karakteristik Getaran pada Time Domain 101 Tabel 4.39 Hasil Perhitungan Fungsi Karakteristik Getaran pada Frekwensi Domain 102 Tabel 4.40 Hasil Perhitungan Fungsi Karakteristik Getaran pada Time Domain 102 Universitas Sumatera Utara Tabel 4.41 Hubungan Simpangan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 103 Tabel 4.42 Hubungan Kecepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 104 Tabel 4.43 Hubungan Percepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 105 Tabel 4.44 Hubungan Simpangan dengan Waktu pada Time Domain 106 Tabel 4.45 Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada Time Domain 107 Tabel 4.46 Hubungan Percepatan dengan Waktu pada Time Domain 108 Tabel 4.47 Data Rata-Rata Pengukuran Frekwensi Domain 109 Tabel 4.48 Data Rata-Rata Pengukuran Time Domain 109 Tabel 4.49 Hasil Perhitungan ωt dan Amplitudo pada Frekwensi Domain 109 Tabel 4.50 Hasil Perhitungan ωt dan Amplitudo pada Time Domain 110 Tabel 4.51 Hasil Perhitungan Karakteristik Getaran pada Frekwensi Domain 110 Tabel 4.52 Hasil Perhitungan Karakteristik Getaran pada Time Domain 110 Tabel 4.53 Hasil Perhitungan Fungsi Karakteristik Getaran pada Frekwensi Domain 111 Tabel 4.54 Hasil Perhitungan Fungsi Karakteristik Getaran pada Time Domain 111 Tabel 4.55 Hubungan Simpangan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 112 Tabel 4.56 Hubungan Kecepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 113 Tabel 4.57 Hubungan Percepatan dengan Frekwensi pada Frekwensi Domain 114 Tabel 4.58 Hubungan Simpangan dengan Waktu pada Time Domain 115 Tabel 4.59 Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada Time Domain 116 Tabel 4.60 Hubungan Percepatan dengan Waktu pada Time Domain 117 Tabel 4.61 Perbandingan Displacement pada Arah Aksial Terhadap Waktu pada NPSH A yang bervariasi 118 Universitas Sumatera Utara Tabel 4.62 Perbandingan Displacement pada Arah Vertikal Terhadap Waktu pada NPSH A yang bervariasi 120 Tabel 4.63 Perbandingan Displacement pada Arah Horizontal Terhadap Waktu pada NPSH A yang bervariasi 122 Tabel 4.64 Perbandingan Velocity pada Arah Aksial Terhadap Waktu pada NPSH A yang bervariasi 124 Tabel 4.65 Perbandingan Velocity pada Arah Vertikal Terhadap Waktu pada NPSH A yang bervariasi 126 Tabel 4.66 Perbandingan Velocity pada Arah Horizontal Terhadap Waktu pada NPSH A yang bervariasi 128 Tabel 4.67 Perbandingan Acceleration pada Arah Aksial Terhadap Waktu pada NPSH A yang bervariasi 130 Tabel 4.68 Perbandingan Acceleration pada Arah Vertikal Terhadap Waktu pada NPSH A yang bervariasi 132 Tabel 4.69 Perbandingan Acceleration pada Arah Horizontal Terhadap Waktu pada NPSH A yang bervariasi 134 Tabel 4.70 Rekapitulasi Hasil Pengukuran Temperatur pada Rumah Pompa untuk Masing-Masing Kondisi Operasi Pompa 137 Tabel 4.71 Verifikasi data temperatur pada berbagai nilai NPSH A dan kondisi operasi 142 Universitas Sumatera Utara DAFTAR NOTASI Simbol Arti Satuan A Amplitudo m f Frekwensi Hz f n Frekwensi natural Hz g Percepatan gravitasi ms 2 H Head m h f Mayor loss m h m Minor loss m k Kekakuan Nm m Massa kg n Putaran rpm NPSH A Head isap positif netto yang tersedia m NPSH R Head isap positif netto yang dibutuhkan m P Tekanan kgfcm 2 P v Tekanan uap jenuh kgfcm 2 T Periode s t Waktu tempuh s w Berat N x Displacement m x Velocity ms x  Acceleration ms 2 Z Head statis m Simbol Yunani τ Periode natural s ρ Massa jenis fluida kgm 3 ω Frekwensi sudut rads θ Sudut fase rad μ Dynamic viscosity N.sm 2 υ Kinematic Viscosity m 2 s γ Berat jenis fluida kgfm 3 Universitas Sumatera Utara ABSTRAK Salah satu kegagalan yang terjadi pada pengoperasian pompa sentrifugal dilapangan adalah kavitasi.Kavitasi adalah peristiwa terbentuknya gelembung-gelembung uap di dalam fluida yang terjadi akibat turunnya tekanan fluida sampai di bawah tekanan uap jenuh fluida pada suhu operasi pompa. Net Positive Suction Head NPSH digunakan sebagai ukuran keamanan pompa terhadap kavitasi.Ada dua macam NPSH,yaitu NPSH yang tersedia pada sistem NPSH A dan NPSH yang diperlukan oleh pompa NPSH R .Pompa terhindar dari kavitasi jika NPSH A lebih besar dari pada NPSH R . Penelitian ini dilakukan dengan eksperimen dan analisa tentang perubahan prilaku kavitasi pada pompa sentrifugal akibat variasi NPSH A ,perubahan temperatur fluida serta peningkatan sinyal getaran yang diukur pada rumah pompa sentrifugal.Metodelogi penelitian yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari 2 tahapan, yaitu pengujian langsung dan pengujian tak langsung. Dari data hasil pengujian ini akan dikembangkan dengan suatu metode statistik untuk mengetahui pengaruh variasi NPSH A , sinyal getaran dan kenaikan temperatur fluida terhadap fenomena kavitasi yang diolah secara statistik dengan program MS-Excel dan dianalisa sesuai perilaku getaran dan temperatur. Untuk sinyal getaran terjadi peningkatan amplitudo simpangan masing-masing sebesar 1,80.10 -6 m, 2,24.10 -6 m dan 2,46. 10 -6 m.Peningkatan amplitudo kecepatan masing-masing sebesar 1,38.10 -5 ms, 1,66.10 -5 ms dan 1,97.10 -5 ms. Serta peningkatan amplitudo percepatan masing- masing sebesar 1,038.10 -4 ms 2 , 1,028.10 -4 ms 2 dan 1,611.10 -4 ms 2 .Untuk pengukuran temperatur fluida didalam rumah pompa,untuk kondisi operasi pompa selama 5 jam terjadi peningkatan suhu fluida sebesar 0,010 o C, 0,032 o C dan 0,104 o C. Hasil penelitian ini menunjukkan terjadi peningkatan sinyal getaran dan temperatur fluida didalam rumah pompa akibat variasi NPSH A . Kata Kunci:Pompa Sentrifugal,Kavitasi,NPSH,Sinyal Getaran,Temperatur ABSTRACT One of failure in operation centrifugal pump is cavitation. Cavitation is one phenomenon appeared vapor bubbles because net pressure in fluid is less than vapor pressure of fluid in operation temperature of pump. Net Positive Suction Head NPSH used as safety parameter in cavitation. NPSH divided in two kinds, Net Positive Suction Head Required NPSH R and Net Positive Suction Head Available NPSH A .Cavitation occurs when NPSH A drops blow NPSH R for a centrifugal pump. This research implemented with experiment and analysis about change of characteristic cavitation in centrifugal pump cause variation NPSH A , change of temperature and increase vibration signal with measuring in centrifugal pump housing. Experiment method using in this research divided in two steps direct and indirect experiment.Data from result of the experiment will developed with statistic method to understand effect from variation NPSHA, vibration signal and increase fluid temperature concerning cavitation phenomenon with statistic processing by MS- Excel and analyzing agree with vibration and temperature behavior. For vibration signal occurs increase displacement amplitude each 1,80. 10 -6 m, 2,24. 10 -6 m and 2,46. 10 -6 m. Increase velocity amplitude each 1,38.10 -5 ms, 1,66.10 -5 ms and 1,97.10 -5 ms. And increase acceleration amplitude each 1,038.10 -4 ms 2 , 1,028.10 -4 ms 2 and 1,611.10 -4 ms 2 .For measuring fluid temperature in housing pump, for operation condition in 5 hour occurs increase fluid temperature each 0,010 o C,0,032 o C and 0,104 o C. Result of this research describe occurs increase vibration signal and fluid temperature in pump housing cause variation NPSH A . Keyword: Centrifugal Pump, Cavitation, NPSH, Vibration Signal, Temperature Universitas Sumatera Utara

BAB 1 PENDAHULUAN