- Lebar impeler pada sisi masuk b
1
= 29,6 mm - Lebar impeler pada sisi keluar b
2
= 8 mm - Sudut tangensial pada sisi masuk
= 18,3 - Sudut tangensial pada sisi keluar
= 12,07 - Jumlah sudu Z
= 3 buah - Tebal sudu pada sisi masuk t
1
= 4,86 mm - Tebal sudu pada sisi keluar t
2
= 5,54 mm - Bahan impeler
= Perunggu
4.4. Rumah Pompa
Rumah pompa adalah bagian yang sangat penting dari sebuah pompa yang berfungsi untuk mengalirkan fluida dan mengubah energi kinetic fluida menjadi
energi tekanan. Rumah pompa dapat dibedakan atas 3 jenis :
1. Rumah pompa diffuser, pada jenis ini terdapat pengarah disekelilin impeler dengan tujuan untuk mengubah kecepatan fluida menjadi head tekanan.
Rumah pompa jenis ini biasanya digunakan untuk pompa-pompa dengan head yang relative tinggi yang biasanya untuk pompa bertingkat banyak multi
stage pump. 2. Rumah pompa volut, jenis ini berbentuk spiral biasanya disebut rumah keong.
Rumah pompa ini dibentuk sedemikian rupa sehingga luas penampang rumah pompa perlahan-lahan bertambah luas dalam arah radial. Jenis ini biasanya
digunakan untuk pompa satu tingkat dan konstruksinya sangat sederhana.
Universitas Sumatera Utara
3. Rumah pompa vortex, jenis ini hampir sama dengan rumah volut hanya berbeda pada ruangan antar ruangan impeler dengan rumah pompa yang
disebut vortex chamber. Dengan uraian ketiga diatas maka jenis rumah pompa yang digunakan
adalah rumah pompa jenis volut karena cocok untuk pompa satu tingkat.
4.4.1. Perencanaan Bentuk Rumah Pompa
Untuk menggambarkan rumah pompa volute, rumah pompa dibagi atas 8 bagian penampang masing- masing 45, 90, 135, 180, 225, 315, dan 360.
Berdasarkan perbandingan kecepatan pada kerongkongan rumah keong V
thr
U
2
dengan kecepatan keliling fluida keluar impeler adalah fungsi dari kecepatan spesifik seperti pada gambar dibawah ini [Lobanoff, hal 31] :
Gambar 4.7 Perbandingan Kecepatan pada kerongkongan rumah keong
Universitas Sumatera Utara
Pada perhitungan sebelumnya diperoleh Q = 0,0211 m
3
S dan H
p
= 78 m dengan harga ns, = 843,14 rpm, sehingga dari grafik di atas diperoleh bahwa harga V
thr
U
2
= 0,48 sehingga dari persamaan diperoleh : V
thr
= V
thr
U
2
x U
2
= 0,48 x 39,05 = 18,744 ms
4.4.1.1. Luas Saluran Keluar throat Volute A
thr
Besar luas penampang kerongkongan rumah keong throat volute A
thr
adalah [Stepanoff, hal 115]: A
thr
= b
3
. D
3
. π . sin
v
α
Dimana : A
thr
= Luas Saluran keluar kerongkongan b
3
= lebar saluran keluar kerongkongan = b
2
+ 0,025 r
2
[Khetagurov, hal 248] = 8 mm + 0,025 126,5 mm
= 11,1625 mm D
3
= 2r
3
, dimana nilai r
3
= 1,02
÷
1,05 r
2
, dalam perencanaan ini diambil nilai r
3
= 1,02 r
2
[Khetagurov, hal 248]. maka :
D
3
= 2 . 1,02 . 126,5 = 258,06 mm
Universitas Sumatera Utara
sin
v
α = Sudut volute, nilai sin
v
α didapat dari hasil interpolasi grafik penentuan sudut volut [Stepanoff, hal 113], sebesar 6,4
.
Gambar 4.8 Grafik penentuan sudut volut maka :
A
thr
= b
3
. D
3
. π . sin
v
α = 11,625 . 258,06 . 3,14 . sin 6,4
= 1050 mm
2
4.4.1.2. Jari-Jari Lingkaran Rumah Volute R
thr
Besar jari – jari lingkaran kerongkongan rumah volut R
thr
didapat dari persamaan berikut [Khetagurov, hal 248]:
R
throat
= 1,3
÷
1,5r
2
dalam perencanaan ini diambil 1,4 = 1,4126,5
= 177,1 mm
Universitas Sumatera Utara
4.4.1.3. Penampang dan Jari-Jari Volute
Bentuk rumah pompa adalah rumah volute sehingga luas daerah diantara rumah pompa dan impeler merupakan fungsi sudut volute v dalam sistem
radial lingkaran, dapat dihitung dengan persamaan [Stepanoff, hal 115] A
v
= A
thr
Dimana : r
vi
= jari-jari lintasan antara casing dengan impeler r
vi
=
Untuk v = 45 , maka diperoleh :
A
v
= A
thr
= 1050 = 131,25 mm
2
Besarnya harga r
v
diperoleh dari r
v
= r
vi
+ r
2
+ t Dimana :
r
2
= Jari – jari keluar impeler = 126,5 mm t
= Jarak impeler dengan lidah volut, biasanya 8 dari jari – jari keluar impeler [Khetagurov, hal 246].
= 0,08.r
2
= 0,08 . 126,5 = 10,12 mm
Universitas Sumatera Utara
maka : r
v
= r
vi
+ r
2
+ t = 6,46 + 126,5 + 10,12
= 143,08 mm Dengan cara yang sama harga dari A
v
, r
v
, r
vi
, dapat ditabelkan untuk harga tiap-tiap sudut volute
yang telah ditentukan. Tabel 4.3. berikut memberikan jari-jari saluran dan luas volute untuk setiap penampang tiap-tiap sudut volute.
Tabel 4.3 Jari – jari dan luas volut untuk setiap penampang
A
v
mm
2
R
vi
mm r
v
mm 136,62
45 131,25
6,46 143,08
90 262,5
9,14 145,76
135 393,75
11,18 147,8
180 525
12,09 149,55
225 656,25
14,45 151,07
270 700
15,84 152,46
315 918,75
17,1 153,73
360 1050
18,28 154,9
Adapun cara untuk melukis rumah keong ialah sebagai berikut: 1. Dengan pusat titik A, dilukis lingkaran-lingkaran dengan jarak yang telah
ditentukan 2. Dimana besar jari-jari tiap lingkaran tersebut sudah ditentukan dan dilukis
pada sudut tertentu, dimana diwakili pada sudut 90, 180, 270 dan 360 3. Kemudian dilukis lingkaran yang menyinggung semua lingkaran dengan
titik pusat A lingkaran terputus-putus 4. Demikian juga dilukis lingkaran luar yang sama dengan titik pusat A
5. Kemudian dilukis jari-jari penampang volute sebesar 10,12 mm 6. Maka dari titik M ditarik garis ke titik P dan dari titik N ke titik Q
Universitas Sumatera Utara
7. Maka terbentuklah sebuah rumah keong volute.
Gambar 4.9 Rumah pompa
Universitas Sumatera Utara
4.4.2. Tebal Dinding Rumah Pompa
Tebal dinding rumah pompa sangat berhubungan dengan tekanan yang bekerja pada rumah pompa dimana tekanan yang bekerja pada rumah pompa
adalah : P
= γ x H
p
Dimana ; γ
= massa jenis fulida yang dialirkan Air = 9790 Nm
3
H
p
= Head total pompa = 78 m
Maka : P
= 9790 Nm
3
x 78m = 763620 Nm
2
= 0,76362 Nmm
2
Sedangkan pemilihan bahan rumah pompa dilakukan berdasarkan beberapa pertimbangan dibawah ini :
- Ketahanan terhadap korosi - Ketahanan terhadap gesekankeausan
- Ekonomis dalam pembuatan fabrikasi dan pengadaan material Berdasarkan pertimbangan di atas maka untuk bahan rumah pompa dipilih
Besi Cor Kelabu JIS G 5510 FC 25, dengan kekuatan tarik σ
b
= 28 kgmm
2
Tebal dinding rumah pompa dapat dihitung menurut persamaan sebagai berikut : t
d
= x . y.
b v
D P
σ .
200 .
+ Z dimana :
x = faktor keamanan konsentrasi = 4-5 dipilih 5
y = koefisien profil bentuk penampang = 1,5 berbentuk lingkaran
Universitas Sumatera Utara
D = diameter maksimum rumah pompa
= R
v180
+ R
v360
= 149,55+ 154,9 = 304,45 mm P
= tekanan pada rumah pompa Z
= toleransi untuk ketelitian penuangan = 2-3, diambil 3 σ
b
= tegangan tarik bahan = 28 kgmm
2
maka akan diperoleh : t
d
= 5 x 1,5 x
28 .
200 45
, 304
. 76362
,
+ 3 = 3,31 mm
4.4.3. Ukuran-Ukuran Rumah Pompa
- Jenis rumah pompa : volute
- Penampang saluran keluar a
thr
: 1050 mm
2
- Tebal dinding rumah pompa : 3,31 mm - Bahan rumah pompa : JIS G 5501 FC 25 Besi
Cor
Universitas Sumatera Utara
BAB V PERMODELAN GEOMETRI DAN ANALISA NUMERIK
