KESIMPULAN DAN SARAN Simulasi Pengaruh NPSH Terhadap Terbentuknya Kavitasi Pada Pompa Sentrifugal Dengan Menggunakan Program Komputer Computational Fluid Dyanamic Fluent

5.1 Kapasitas Pompa 5.2 Head Pompa 5.3 Efisiensi Pompa 5.4 Daya Pompa dan Motor Penggerak 5.5 Nett Possitive Suction Head 5.5.1 NPSH yang Tersedia 5.5.2 NPSH yang diperlukan 5.6 Hasil Simulasi Pompa dengan Program CFD Fluent 6.3.26 5.6.1 Analisa Simulasi Variasi Bukaan Katup

5.6.2 Analisa Hasil Simulasi Pada Program CFD Fluent 6.3.26

55 57 63 65 66 66 68 66 70 77

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 80 5.2 Saran 81 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Instalasi Pompa Sentrifugal 6 Gambar 2.2 Pompa sentrifugal saat pertama dibuat 7 Gambar 2.3 Kontruksi pompa 9 Gambar 2.4 Konstruksi Pompa 10 Gambar 2.5 Proses pemompaan 10 Gambar 2.6 penampang impeller 11 Gambar 2.7 perubahan energi pompa 11 Gambar 2.8 head statis total 12 Gambar 2.9 instalasi pompa dan head total 15 Gambar 2.10 proses kavitasi pada pompa 18 Gambar 2.11 proses kavitasi pada pompa 19 Gambar 2.12 Instalasi pompa dengan posisi pompa di atas permukaan cairan isap 25 Gambar 2.13 Instalasi pompa dengan posisi pompa di bawah permukaan cairan isap 24 Gambar 2.14 Instalasi pompa dengan posisi pompa di bawah tangki isap tertutup 25 Gambar 2.15 Instalasi pompa dengan posisi pompa di atas tangki isap tertutup 26 Gambar 2.16 Gambar 2.17 Gambar 2.18 Hubungan antara koefisien kavitasi dan kecepatan spesifik Struktur Komponen Program FLUENT Diagram Alir Prosedur Simulasi 28 34 36 Gambar 3.1 Diagram Alir Pengerjaan Skripsi 38 Gambar 3.2 Pompa Sentrifugal 39 Gambar 3.3 Diagram Alir Pengerjaan Pemodelan Menggunakan ANSYS FLUENT 6.3 40 Gambar 4.1 Tampilan awal GAMBIT 43 Gambar 4.2 Tampilan awal FLUENT 43 Gambar 4.3 Diagram alir simulasi 44 Gambar 4.4 Tampilan hasil file meshnya 45 Gambar 4.5 Tampilan hasil grid check 46 Gambar 4.6 Tampilan hasil Grid scale 46 Gambar 4.7 Tampilan hasil smoothswap grid 47 Gambar 4.8 Kotak dialog solver 47 Gambar 4.9 Kotak dialog viscous model 48 Gambar 4.10 Kotak dialog energy 48 Gambar 4.11 Kotak dialog material 49 Gambar 4.12 Kotak dialog unit 49 Gambar 4.13 Kotak dialog boundary condition 50 Gambar 4.14 Kotak dialog fluid 50 Gambar 4.15 Kotak dialog Zona inlet 51 Gambar 4.16 Kotak Dialog Zona Outlet 51 Gambar 4.17 Kotak dialog zona wall 52 Gambar 4.18 Kotak dialog solution control 52 Gambar 4.19 Kotak dialog solution initialization 52 Gambar 4.20 Kotak dialog residual monitors 53 Gambar 4.21 Kotak dialog Surface Monitors 53 Gambar 4.22 Kotak panel iterasi 54 Gambar 4.23 Kurva residual iterasi 54 Gambar 4.24 Kurva residual iterasi 54 Gambar 5.1 Skema instalasi pompa yang digunakan 55 Gambar 5.2 Gambar 5.3 Gambar 5.4 Gambar 5.5 Gambar 5.6 Gambar 5.7 Grafik hubungan antara kapasitas pompa dengan head total pompa secara teoritis Grafik hubungan antara kapasitas pompa dengan efisiensi total pompa secara teoritis Grafik hubungan antara kapasitas pompa dengan daya pompa secara teoritis Grafik hubungan antara kapasitas pompa dengan NPSHa teoritis Grafik hubungan antara Head total pompa dengan NPSHr teoritis Grafik hubungan antara kapasitas pompa dengan Head total Pompa hasil simulasi 64 67 68 70 71 74 Gambar 5.8 Gambar 5.9 Gambar 5.10 Gambar 5.11 Grafik hubungan antara kapasitas pompa dengan efisiensi total Pompa hasil simulasi Grafik hubungan antara kapasitas pompa dengan daya pompa hasil simulasi Grafik Hubungan Kapasitas pompa dengan NPSHa secara simulasi Grafik Hubungan antara Head total pompa dengan NPSHr simulasi 76 78 79 80 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 5.1 Kapasitas pompa berdasarkan pembukaan katup 56 Tabel 5.2 Perhitungan kecepatan aliran berdasarkan kapasitas dan bukaan katup 56 Tabel 5.3 Perhitungan head kecepatan sesuai dengan kecepatan aliran 58 Tabel 5.4 Koefisien kerugian kelengkapan pipa hisap 60 Tabel 5.5 Hasil Perhitungan Bilangan Reynold, faktor gesek,dan head kerugian sepanjang pipa hisap h ls Tabel 5.6 Koefisien kerugian kelengkapan pipa 61 Tabel 5.7 Hasil Perhitungan head kerugian sepanjang pipa tekan h ld 61 Tabel 5.8 Hasil Perhitungan total Head Kerugian 62 Tabel 5.9 Hasil Perhitungan Head total Pompa 62 Tabel 5.10 Hasil Perhitungan Efisiensi pompa 64 Tabel 5.11 Perhitungan antara Kapasitas, head pompa, dan efisiensi terhadap 65 daya pompa Tabel 5.12 Hubungan antara Kapasitas, kerugian head dalam pipa isap 67 terhadap NPSHa Tabel 5.13 Hubungan antara Head total Pompa, bilangan Kavitaasi Thoma 69 terhadap NPSHr Tabel 5.14 Data Hasil Simulasi 71 Tabel 5.15 Head Total Hasil Simulasi 71 Tabel 5.16 efisiensi pompa hasil simulasi 72 Tabel 5.17 Daya pompa hasil simulasi 74 Tabel 5.18 NPSHa Simulasi 75 Tabel 5.19 NPSHr Hasil Simulasi 76 Tabel 5.20 Tekanan statis aliran Fluida pada masing-masing bukaan katup isap 78 DAFTAR NOTASI Simbol Arti Satuan A S luas bidang aliran m 2 d is diameter dalam pipa m g Percepatan gravitasi ms 2 H Head m h l kerugian head pompa m h s head statis total m h p head tekan pompa m h v head kecepatan m n Putaran rpm N p daya pompa kW P Tekanan kgfcm 2 P a Tekanan atmosfer Pa P v Tekanan uap jenuh kgfcm 2 Q Kapasitas pompa m 3 s V s kecepatan aliran fluida ms Simbol Yunani Koefisien kavitasi Thoma γ berat zat cair Nm 3 ρ Massa Jenis kgm 3 ABSTRAK Salah satu kegagalan yang terjadi pada pengoperasian pompa sentrifugal dilapangan adalah kavitasi. Kavitasi merupakan peristiwa terbentuknya gelembung-gelembung uap didalam cairan yang sedang mengalir. Fenomena ini terjadi akibat turunnya tekanan fluida sampai di bawah tekanan uap jenuh fluida dan turbulensi pulsasi. Pada pompa sentrifugal, kavitasi dapat terjadi pada suction pompa maupun pada pipa aliran fluida. Indikasi kavitasi adalah timbulnya gelembung- gelembung uap, getaran dan suara bising pada pompa. Dampak kavitasi pada pompa adalah kerusakan pada sudu pompa dan performansi pompa menurun. Kavitasi dipengaruhi oleh perubahan NPSH yang tersedia yang nilainya harus lebih besar daripada NPSH yang diperlukan yang sudah dirancang dari pabrik. Perubahan tekanan pada bagian sisi isap pompa akan mempengaruhi perubahan NPSH yang tersedia. Bila NPSH yang tersedia mengalami pernurunan, maka performansi pompa juga akan mengalami penurunan. Dan ini merupakan kerugian dalam merancang pompa yang harus dihindari. Dengan menggunakan software CFD akan didapatkan data-data, gambar-gambar, atau kurva-kurva yang menunjukkan prediksi dari performansi keandalan sistem yang akan didesain. CFD merupakan pendekatan dari persoalan yang asalnya kontinu memiliki jumlah sel tak terhingga menjadi model yang diskrit jumlah sel terhingga. Kata kunci: kavitasi, Tekanan, NPSH, performansi pompa, CFD.

BAB I PENDAHULUAN