Pompa pada gate valve yang beroperasi dengan kapasitas Q = 1,253.10
-3
dengan head teoritis H
th
sebesar 18,1489 m, dengan data tersebut maka Head Euler dapat diketahui
= 37,77 – 5463,26 1,253.10
-3
= 30,92 m Sehingga:
= = 0.6251
berdasarkan hasil diatas maka hubungan antara head Euler dengan head teoritis dapat digambarkan dengan persamaan :
= 0,6521 x 37,77 – 5463,26 Q = 23,61 – 3,415.10
3
Q
c. Head aktual dengan kapasitas
Head aktual adalah head teoritis dikurangi dengan rugi-rugi hidrolis selama pemompaan, hal ini dapat dinyatakan dengan persamaan M Khetagurov,
Marine Auxilary Machinery And System, hal 267 : =
- =
- = 19,3299 – 18,1489
= 1,181 m dan pada kondisi ini juga berlaku :
= = 0,5 hh
= = 0,5 x 1,181
= = 0,5902 m
Besar shock loss atau turbulence loss dapat diketahui dengan menggunakan persamaan M. Khetagurov, Marine Auxilary Machinery And System, hal 267 :
=
[
+ ] [ 1 -
] 0,5902 =
[ 6,6
2
+ 19,25 x 0,6251
2
] [ 1 – ]
2
0,5902 = 0,03567 [ 584,2393] [ 1 – ]
2
Qs = 1,5063
-3
m
3
s Harga shock loss untuk sembarang harga Q adalah:
= [ 6,6
2
+ 19,25 x 0,6251
2
][ 1 – ]
2
Universitas Sumatera Utara
= 20,8398 [ 1 – ]
2
= [ 20,8398
–
27,6701.10
3
Q + 9,1861.10
6
.Q
2
]
kemudian besar friction loss dan diffusion loss dapat dinyatakan dengan
persamaan AJ Stepanov, Centrifugal And Axial Flow pump, hal 164 : =
+ = k
3
Q
2
Dengan: k
3
= suatu konstanta yang mana pada kondisi normal harga k
3
dapat dinyatakan dengan :
= =
= 0,1577.10
6
berdasarkan hasil perhitungan diatas maka harga friction loss dan diffusion loss adalah :
= 0,1577.10
6
Q
2
m Kerugian hidrolis untuk sembarang harga Q, adalah :
= +
= 20,8398
–
27,6701.10
3.
Q + 9,1861.10
6
.Q
2
+ 0,1577.10
6
Q
2
= 20,8398 – 27,6701.10
2
Q + 9,562.10
6
Q
2
hubungan antara head aktual dengan kapasitas pompa adalah: =
- = 23,61– 3,451.10
3
Q – 20,8398 + 27,6701.10
3
Q - 9,562.10
6
Q
2
= 2,7702 + 24,2551.10
3
Q – 9,562.10
6
Q
2
d. Head Sistem dengan Kapasitas
Kapasitas , Head Actual = 0,001253 ; 18,1489 . Maka dengan demikian fungsi kuadrat untuk head system ialah sebagai berikut:
y = a x – x
puncak 2
+ y
puncak
dengan mengganti y = f x diatas menjadi h
sys
= f Q , h
sys
= a Q – Q
sys 2
+ H
statis
18,1489 = a 0,001253 – 0
2
+ 2 a
= 10,2859.10
-6
Universitas Sumatera Utara
dengan mensubstitusikan nilai a pada persamaan awal maka didapat fungsi H
sys
ialah: H
sys
= 10,2859.10
-6
Q – 0
2
+ 2 = 10,2859.10
6
Q
2
+ 2 Tabel 5.5 Hasil Perhitungan Head Actual dan Head System Pada Kapasitas
Pompa Berdasarkan Hasil Simulasi.
No. Q 10
-3
m
3
s 1
18.34 2
2 0.2506
18.3 2.6459
3
0.5012 18.25
4.5838
4 0.7518
18.19 7.8136
5 1.0024
18.1 12.3353
6 1.253
17.99 18.1489
7 1.5036
17.55 25.2544
8 1.7542
15.98 33.6519
9 2.0048
13.26 43.3413
10
2.2554 9.42
54.3226
11 2.506
4.42 66.5958
5.3.2 Hubungan efisiensi dan daya pompa dengan kapasitas pompa
Perhitungan efisiensi dan daya pompa berikut ini telah dibahas pada BAB III, dimana hasil dari Q dan H
act
diambil dari tabel 5.5. Nilai Efisiensi total daya pompadapat diketahua melalui persamaan
berikut ini :
total
η =
h
η
v
η
m
η N
p
=
Universitas Sumatera Utara
Dimana : γ
= Berat jenis fluida pada temperature 20
C = 9790 Nm
3
H =
Tinggi tekan head pompa Q
= Kapasitas pompa
η
t
= Efisiensi total pompa
Tabel 5.6 Hubungan Kapasitas dengan Efisiensi dan Daya Pompa Berdasarkan Hasil Simulasi.
Q 10
-3
m³s W
0.6265 73.15
152.17
1.253 76.43
291.28
1.8795 78.68
424.43
2.506 80.14
555.603 Dari hasil – hasil tabulasi diatas dihasilkan dalam bentuk grafik – grafik
karakteristik pompa berikut:
Gambar 5.2. Grafik Karakteristik Head Vs Kapasitas Berdasarkan Hasil
Perhitungan
Universitas Sumatera Utara
Gambar 5.3.Grafik Karakteristik Head Vs Kapasitas Berdasarkan Hasil Percobaan.
Gambar 5.4 Grafik Karakteristik Head Vs Kapasitas Berdasarkan Hasil Simulasi Dengan memperhatikan grafik diatas dapat kita dapat analisa Hubungan
antara Kapasitas dengan Head System serta Kapasitas dengan Head Actual pada analisa Perhitungan Pompa.
1.Hubungan antara Kapasitas dengan Head system dapat disimpulkan berbanding lurus yaitu semakin besar kapasitasnya, head systemnya semakin
tinggi pula dan sebaliknya. 2.Sementara hubungan antara Head Actual dengan Kapasitas juga
berbandingan lurus pada kapasitas tertentu dan memiliki titik balik pada titik
Universitas Sumatera Utara
tertentu. Namun hubungannya menjadi hubungan terbalik yaitu kapasitas semakin besar maka head actual semakin kecil pula. Nilai titik balik inilah yang disebut
dengan nilai titik operasional pompa. Grafik antara Kapasitas dengan Head actual merupakan siklus berulang.
Dari grafik diatas dapat kita lihat titik perpotongan antara Head Actual dengan Head System. Dimana titik perpotongan tersebut dinamakan titik
operasional pompaOperating Point OPT . Titik operasional dapat didefenisikan sebagai titik kerja pompa maksimum atau dengan kata lain
kemampuan pompa tersebut untuk menaikkan fluida dari ground tank ke roof tank.
Untuk memperoleh nilai operasional pompaoperating point OPT maka dilakukan pada interpolasi pada grafik diatas :
1.Hasil PerhitunganPerancangan Titik Operasional PompaOperating Point OPT : [ X ; Y ]
[ Q m
3
s ; H m ] [ 1,5.10
-3
m
3
s ; 9,87 m ] 2.Hasil Percobaan
Titik Operasional PompaOperating Point OPT : [ X ; Y ] [ Q m
3
s ; H m ] [ 1,25.10
-3
m
3
s ; 7,8 m ]
3.Hasil Simulasi Titik Operasional PompaOperating Point OPT : [ X ; Y ]
[ Q m
3
s ; H m ] [ 1,25.10
-3
m
3
s ; 18,7 m ]
Universitas Sumatera Utara
Gambar 5.5 Grafik Karakteristik Perbandingan Efisiensi Pompa
Gambar 5.6 Grafik Karakteristik Perbandingan Daya Pompa
Berdasarkan grafik – grafik karakteristik pompa di atas, tinggi tekan actual pompa, efisiensi serta daya pompa sangat dipengaruhi oleh kapasitas pompa yang
dialirkan dari tangki bawah ke tangki atas.
Universitas Sumatera Utara
Pada Grafik Karakteristik head vs kapasitas berdasarkan perhitungan percobaan, maupun simulasi, membuktikan bahwa kapasitas pompa akan
berbanding terbalik dengan head aktual pompa, jika head pompa membesar maka kapasitasnya mengecil dan begitu sebaliknya.
Berdasarkan kapasitas aliran yang dipompakan untuk gate valve open 100 yaitu sebesar 1,253.10
-3
m
3
s, pada grafik perbandingan head actual, dapat disimpulkan bahwa head yang mampu dilayani oleh pompa berdasarkan simulasi
tersebut lebih besar daripada head yang dirancang berdasarkan instalasi dan Percobaan.
Namun efisiensi berdasarkan percobaan sedikit lebih besar dari efisiensi berdasarkan perhitungan dan yang dihasilkan dari hasil simulasi sehingga daya
pompa yang dibutuhkan pun lebih besar dibandingkan hasil perhitungan dan percobaan yang telah dibahas pada bab III.
Universitas Sumatera Utara
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil perhitungan dan perencanaan serta simulasi yang telah dilakukan pada bab – bab sebelumnya, maka diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Spesifikasi pompa yang direncanakan dalam instalasi:
Kapasitas Pompa Q :
90 ltr mnt Head Pompa H
: 9,87 m
Jenis Pompa :
Pompa Radial Putaran Spesifik n
s
: 1024 rpm
Tipe impeller :
Radial Flow Efisiensi Pompa
P
η :
83,3 Daya Pompa N
p
: 173,99 kW
2. Spesifikasi pompa yang digunakan dalam instalasi pompa :
Merk : DMY water pump
Tipe : AQUA - 175
Tinggi Tekan : 18 meter Kapasitas
: 90 Ltrmnt Daya
: 175 Watt 0,24 Hp Putaran
: 2850 rpm 3.
Nilai kapasitas pompa pada percobaan semakin besar nilainya sesuai dengan pertambahaan suction gate valve open.Besarnya kapasitas dan
head yang terjadi pada percobaan lebih rendah dari pada nilai kapasitas dan head pada perancanganperhitungan.Sedangkan pada simulasi nilai
headnya lebih besar dari pada hasil percobaan walau pun kapasitasnya sama.Hal ini diakibatkan karena kecepatan fluida di pipa tekan
diasumsikan sama dengan di pipa isap.
4. Nilai efisiensi dan daya pompa memiliki nilai tertinggi pada gate valve
open open 100 baik pada percobaan maupun simulasi.
Universitas Sumatera Utara
Hal ini disebabkan karena gate valve open 100 memiliki nilai kapasitas dan head yang lebih tinggi dibanding gate valve open yang lain.
5. Dengan menggunakan program CFD FLUENT versi 6.1.22 ini akan
mempermudah dalam menghitung performansi dari pompa yang digunakan untuk melayani instalasi serta mampu menunjukkan daerah –
daerah kemungkinan terjadinya kavitasi.Pompa yang digunakan pada perancangan instalasi ini sangat kecil untuk terjadi kapitasi.Hal ini dapat
dibuktikan melalui hasil simulasi dan perhitungan yaitu nilai NPSH
A
≥ NPSH
R.
6. Berdasarkan dari hasil karakteristik pompa dapat disimpulkan bahwa
besar Kapasitas Q berbanding terbalik dengan besar Tinggi tekan H . Semakin besar kapasitas maka semakin kecil tinggi tekannya, atau
sebaliknya semakin kecil kapasitas maka semakin besar tinggi tekannya.
6.2 Saran
