APLIKASI RESPON GETAR UNTUK FENOMENA KAVITASI PADA POMPA SENTRIFUGAL DENGAN VARIASI Aplikasi Respon Getar Untuk Fenomena Kavitasi Pada Pompa Sentrifugal Dengan Variasi Kerusakan Impeler.
APLIKASI RESPON GETAR UNTUK FENOMENA KAVITASI
PADA POMPA SENTRIFUGAL DENGAN VARIASI
KERUSAKAN IMPELER
Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu
pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
oleh :
MASKUH ASTRIYANTO
D 200 030 096
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2012
ii
PERNYATAAN KEASLIAN TOPIK TUGAS AKHIR
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa usulan judul tugas
akhir “Aplikasi Respon Getar Untuk Visualisasi Fenomena Kavitasi
Pada Pompa Sentrifugal Dengan Variasi Kerusakan Impeler”, yang
dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1
pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau
duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai
untuk
mendapatkan
gelar
kesarjanaan
di
lingkungan
Universitas
Muhammadiyah Surakarta atau Instansi manapun, kecuali bagian yang
sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta, 7 Agustus 2012
ii
iii
iv
v
MOTTO
Mohonlah pertolongan kepada allah dan bersabarlah
(QS. Al A’raaf: 128)
Hanya kepada allah kami menyembah dan hanya kepada allah kami
memohon pertolongan
(QS. Al Fatihah: 5)
Jalani hidup dengan semangat, berdoa dan berusaha. Semoga ridho allah
menyertai kita.
(Maskuh Astriyanto)
vi
Aplikasi Respon Getar Untuk Visualisasi Fenomena
Kavitasi Pada Pompa Sentrifugal Dengan Variasi
Kerusakan Impeler
Maskuh Astriyanto, Wijianto, Subroto
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan Kartasura
ABSTRAKSI
Pada sistem pemipaan dengan menggunakan pompa sentrifugal
dapat menimbulkan terjadinya penurunan tekanan pada saluran isap
pompa sampai dibawah tekanan uap jenuhnya sehingga timbul
gelembung uap atau fenomena kavitasi. Hal tersebut menjadi kendala
utama industri-industri kimia dan minyak yang menggunakan pompa
sebagai alat utamanya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui respon
getaran yang terjadi dan fenomena kavitasi pada pompa sentrifugal
dengan cara memvariasi kerusakan impeller.
Penelitian ini di mulai dengan perakitan semua peralatan termasuk
manometer vakum dan tekan, rota meter. Dilanjutkan dengan membuat
variasi kerusakan pada impeller pompa menjadi empat level kerusakan
yaitu variasi I, variasi II, variasi III, dan variasi IV yang berturut-turut
semakin besar level kerusakannya. Pengujian ini dilakukukan dengan
mengukur tekanan pada saluran isap dengan saluran tekan pompa dan
mengukur getaran pompa.
Kondisi kavitasi pada rangkaian alat uji ini belum terpenuhi karena
tekanan terukur pada sisi isap pompa masih lebih besar dari tekanan
uap jenuhnya. Semakin besar kerusakan impeler maka tekanan
isap(suction) pompa semakin naik. Semakin besar kerusakan impeler
maka tekanan pada sisi tekan(discharge) pompa semakin turun.
Kerusakan impeler tidak berpengaruh terhadap kenaikan tertinggi nilai
accelerometer.
Kata kunci: Pompa, Kavitasi, Impeler, Getaran.
vii
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillahi rabbil‘alamin kami panjatkan kehadirat Allah
SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan
penelitian ini dapat terselesaikan.
Tugas Akhir berjudul “Aplikasi Respon Getar Untuk Fenomena
Kavitasi
Pada
Pompa
Sentrifugal
Dengan
Variasi
Kerusakan
Impeler”, dapat terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk
itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keiklasan
hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Wijianto, ST, M.Eng, Sc, selaku dosen pembimbing utama
yang telah banyak memberikan ilmu dan arahan serta
bimbingannya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Ir. Subroto, MT selaku dosen pembimbing pendamping
terimakasih atas waktu, pengarahan, bimbingan, saran dan
dorongannya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Bapak dan Ibu tercinta yang telah banyak kasih sayangnya
yang tidak pernah berhenti dan memberikan dorongan baik
semangat, moral, material dan do’a. Semoga ini menjadi awal
langkah sukses.
4. Semua pihak yang telah membantu, semoga Allah SWT
membalas kebaikanmu.
viii
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,
oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca
akan penulis terima dengan senang hati.
Surakarta, 7 Agustus 2012
Penulis
ix
DAFTAR ISI
Halaman Judul .................................................................................... i
Pernyataan Keaslian Topik Tugas Akhir ............................................. ii
Halaman Persetujuan ......................................................................... iii
Halaman Pengesahan ........................................................................ iv
Lembar Soal Tugas Akhir ................................................................... v
Lembar Motto ...................................................................................... vi
Abstraksi ............................................................................................ vii
Kata Pengantar ................................................................................... viii
Daftar Isi ............................................................................................. x
Daftar Gambar .................................................................................... xii
Daftar Tabel ........................................................................................ xiii
Daftar Simbol ...................................................................................... xiv
BAB I
PENDAHULUAN ................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ................................................................... 1
1.2. Tujuan Penelitian ................................................................ 3
1.3. Manfaat Penelitian……………………………………………. 3
1.4. Lingkup Penelitian .............................................................. 4
1.5. Sistimatika Penulisan ......................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................... 6
2.1. Kajian Pustaka ................................................................ 6
2.2. Landasan Teori ............................................................... 10
x
2.2.1. Kerja Pompa Sentrifugal ...................................... 10
2.2.2. Frekuensi Yang Dipengaruhi Impeler ................... 12
2.2.3. Frekuensi Yang Dipengaruhi Oleh Belt ................ 13
2.2.4. NPSH (Net Positive Suction Head) ...................... 13
2.2.5. NPSH Yang Tersedia /Net Positive Suction Head
Availlable (NPSHA) .............................................. 15
2.2.6. NPSH Yang Diperlukan /Net Positive Suction Head
Required (NPSHR) ............................................... 16
2.2.7. Putaran Spesifik ................................................... 17
2.2.8. Getaran ................................................................ 28
2.2.10. Analisis Frekuensi Getaran Pompa ...................... 18
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................. 21
3.1. Diagram Alir Penelitian ..................................................... 21
3.2. Alat Penelitian .................................................................. 22
3.2.1. Alat Ukur ………... ……………………………..……22
3.3. Bahan Penelitian ………………… ..................................... .22
3.4. Perakitan bahan penelitian . ................................................25
3.5. Pemasangan pengukur getaran...........................................26
3.6. Langkah penelitian................................................................28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................. 32
4.1. Indikasi awal kavitasi …………… ...................................... 32
4.2. Perhitungan Frekuensi Input Getar …………… ................ 32
4.2.1. Frekuensi Yang Dipengaruhi Impeler ..................... 32
xi
4.2.2. Frekuensi Belt .................................................. ...... 33
4.3. Analisis Pengaruh Kerusakan Impeller Pompa
Terhadap Tekanan ........................................................... 33
4.4. Analisis Hasil Spektrum frekwensi ................................... 35
4.4.1. penempatan accelerometer posisi A ..................... 35
4.4.2. penempatan accelerometer posisi B ...................... 37
4.4.3. penempatan accelerometer posisi C ...................... 39
4.4.4. penempatan accelerometer posisi D ...................... 41
4.4.5. penempatan accelerometer posisi E ...................... 43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................. 46
5.1. Kesimpulan ....................................................................... 46
5.2. Saran ................................................................................. 46
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................... 48
LAMPIRAN
xii
PADA POMPA SENTRIFUGAL DENGAN VARIASI
KERUSAKAN IMPELER
Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu
pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
oleh :
MASKUH ASTRIYANTO
D 200 030 096
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2012
ii
PERNYATAAN KEASLIAN TOPIK TUGAS AKHIR
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa usulan judul tugas
akhir “Aplikasi Respon Getar Untuk Visualisasi Fenomena Kavitasi
Pada Pompa Sentrifugal Dengan Variasi Kerusakan Impeler”, yang
dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1
pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau
duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai
untuk
mendapatkan
gelar
kesarjanaan
di
lingkungan
Universitas
Muhammadiyah Surakarta atau Instansi manapun, kecuali bagian yang
sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta, 7 Agustus 2012
ii
iii
iv
v
MOTTO
Mohonlah pertolongan kepada allah dan bersabarlah
(QS. Al A’raaf: 128)
Hanya kepada allah kami menyembah dan hanya kepada allah kami
memohon pertolongan
(QS. Al Fatihah: 5)
Jalani hidup dengan semangat, berdoa dan berusaha. Semoga ridho allah
menyertai kita.
(Maskuh Astriyanto)
vi
Aplikasi Respon Getar Untuk Visualisasi Fenomena
Kavitasi Pada Pompa Sentrifugal Dengan Variasi
Kerusakan Impeler
Maskuh Astriyanto, Wijianto, Subroto
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan Kartasura
ABSTRAKSI
Pada sistem pemipaan dengan menggunakan pompa sentrifugal
dapat menimbulkan terjadinya penurunan tekanan pada saluran isap
pompa sampai dibawah tekanan uap jenuhnya sehingga timbul
gelembung uap atau fenomena kavitasi. Hal tersebut menjadi kendala
utama industri-industri kimia dan minyak yang menggunakan pompa
sebagai alat utamanya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui respon
getaran yang terjadi dan fenomena kavitasi pada pompa sentrifugal
dengan cara memvariasi kerusakan impeller.
Penelitian ini di mulai dengan perakitan semua peralatan termasuk
manometer vakum dan tekan, rota meter. Dilanjutkan dengan membuat
variasi kerusakan pada impeller pompa menjadi empat level kerusakan
yaitu variasi I, variasi II, variasi III, dan variasi IV yang berturut-turut
semakin besar level kerusakannya. Pengujian ini dilakukukan dengan
mengukur tekanan pada saluran isap dengan saluran tekan pompa dan
mengukur getaran pompa.
Kondisi kavitasi pada rangkaian alat uji ini belum terpenuhi karena
tekanan terukur pada sisi isap pompa masih lebih besar dari tekanan
uap jenuhnya. Semakin besar kerusakan impeler maka tekanan
isap(suction) pompa semakin naik. Semakin besar kerusakan impeler
maka tekanan pada sisi tekan(discharge) pompa semakin turun.
Kerusakan impeler tidak berpengaruh terhadap kenaikan tertinggi nilai
accelerometer.
Kata kunci: Pompa, Kavitasi, Impeler, Getaran.
vii
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillahi rabbil‘alamin kami panjatkan kehadirat Allah
SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan
penelitian ini dapat terselesaikan.
Tugas Akhir berjudul “Aplikasi Respon Getar Untuk Fenomena
Kavitasi
Pada
Pompa
Sentrifugal
Dengan
Variasi
Kerusakan
Impeler”, dapat terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk
itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keiklasan
hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Wijianto, ST, M.Eng, Sc, selaku dosen pembimbing utama
yang telah banyak memberikan ilmu dan arahan serta
bimbingannya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Ir. Subroto, MT selaku dosen pembimbing pendamping
terimakasih atas waktu, pengarahan, bimbingan, saran dan
dorongannya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Bapak dan Ibu tercinta yang telah banyak kasih sayangnya
yang tidak pernah berhenti dan memberikan dorongan baik
semangat, moral, material dan do’a. Semoga ini menjadi awal
langkah sukses.
4. Semua pihak yang telah membantu, semoga Allah SWT
membalas kebaikanmu.
viii
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,
oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca
akan penulis terima dengan senang hati.
Surakarta, 7 Agustus 2012
Penulis
ix
DAFTAR ISI
Halaman Judul .................................................................................... i
Pernyataan Keaslian Topik Tugas Akhir ............................................. ii
Halaman Persetujuan ......................................................................... iii
Halaman Pengesahan ........................................................................ iv
Lembar Soal Tugas Akhir ................................................................... v
Lembar Motto ...................................................................................... vi
Abstraksi ............................................................................................ vii
Kata Pengantar ................................................................................... viii
Daftar Isi ............................................................................................. x
Daftar Gambar .................................................................................... xii
Daftar Tabel ........................................................................................ xiii
Daftar Simbol ...................................................................................... xiv
BAB I
PENDAHULUAN ................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ................................................................... 1
1.2. Tujuan Penelitian ................................................................ 3
1.3. Manfaat Penelitian……………………………………………. 3
1.4. Lingkup Penelitian .............................................................. 4
1.5. Sistimatika Penulisan ......................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................... 6
2.1. Kajian Pustaka ................................................................ 6
2.2. Landasan Teori ............................................................... 10
x
2.2.1. Kerja Pompa Sentrifugal ...................................... 10
2.2.2. Frekuensi Yang Dipengaruhi Impeler ................... 12
2.2.3. Frekuensi Yang Dipengaruhi Oleh Belt ................ 13
2.2.4. NPSH (Net Positive Suction Head) ...................... 13
2.2.5. NPSH Yang Tersedia /Net Positive Suction Head
Availlable (NPSHA) .............................................. 15
2.2.6. NPSH Yang Diperlukan /Net Positive Suction Head
Required (NPSHR) ............................................... 16
2.2.7. Putaran Spesifik ................................................... 17
2.2.8. Getaran ................................................................ 28
2.2.10. Analisis Frekuensi Getaran Pompa ...................... 18
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................. 21
3.1. Diagram Alir Penelitian ..................................................... 21
3.2. Alat Penelitian .................................................................. 22
3.2.1. Alat Ukur ………... ……………………………..……22
3.3. Bahan Penelitian ………………… ..................................... .22
3.4. Perakitan bahan penelitian . ................................................25
3.5. Pemasangan pengukur getaran...........................................26
3.6. Langkah penelitian................................................................28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................. 32
4.1. Indikasi awal kavitasi …………… ...................................... 32
4.2. Perhitungan Frekuensi Input Getar …………… ................ 32
4.2.1. Frekuensi Yang Dipengaruhi Impeler ..................... 32
xi
4.2.2. Frekuensi Belt .................................................. ...... 33
4.3. Analisis Pengaruh Kerusakan Impeller Pompa
Terhadap Tekanan ........................................................... 33
4.4. Analisis Hasil Spektrum frekwensi ................................... 35
4.4.1. penempatan accelerometer posisi A ..................... 35
4.4.2. penempatan accelerometer posisi B ...................... 37
4.4.3. penempatan accelerometer posisi C ...................... 39
4.4.4. penempatan accelerometer posisi D ...................... 41
4.4.5. penempatan accelerometer posisi E ...................... 43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................. 46
5.1. Kesimpulan ....................................................................... 46
5.2. Saran ................................................................................. 46
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................... 48
LAMPIRAN
xii