SKRIPSI

PENGARUH VARIASI PANJANG PIPA HISAP TERHADAP

UNJUK KERJA POMPA TERSUSUN PARALEL

Oleh :

I Kadek Sugiarta

0904305007

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2015

KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI

UNIVERSITAS UDAYANA FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK MESIN Kampus Bukit Jimbaran Telp/Faks: 0361-703321, Email; mesin@me.unud.ac.id

LEMBAR PENGESAHAN

PENGARUH VARIASI PANJANG PIPA HISAP TERHADAP UNJUK

KERJA POMPA TERSUSUN PARALEL

Skripsi Ini Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Menyelesaikan Studi Strata Satu dan Memperoleh Gelar Sarjana di Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Udayana

Oleh:

Nama : I Kadek Sugiarta NIM : 0904305007 Konsentrasi : Konversi Energi

Telah Diuji Dalam Ujian Skripsi Hari/Tanggal : Selasa, 20 Oktober 2015

Telah Disahkan Oleh:

Pembimbing I Pembimbing II

(Ir. A. A. Adhi Suryawan, MT) (Ir. Made Suarda, M.Eng) NIP. 19651203 799103 1 003 NIP. 19650326 199003 1 002

Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin,

Fakultas Teknik, Universitas Udayana

(Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST.,MASc.,Ph.D) NIP. 19691231 199412 1 001

i

KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI

UNIVERSITAS UDAYANA FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK MESIN Kampus Bukit Jimbaran Telp/Faks: 0361-703321, Email; mesin@me.unud.ac.id

LEMBAR PERSETUJUAN

PENGARUH VARIASI PANJANG PIPA HISAP TERHADAP

UNJUK KERJA POMPA TERSUSUN PARALEL

Skripsi Ini Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Menyelesaikan Studi Strata Satu dan Memperoleh Gelar Sarjana di Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Udayana

Oleh:

Nama : I Kadek Sugiarta NIM : 0904305007 Konsentrasi : Konversi Energi

Telah Disetujui dan Diuji Dalam Ujian Skripsi Hari/Tanggal : Selasa, 20 Oktober 2015

Pembimbing I Pembimbing II

(Ir. Anak Agung Adhi Suryawan, MT) (Ir. Made Suarda, M.Eng) NIP.19651203 799103 1 003 NIP. 19650326 199003 1 002

Penguji I Penguji II (I Gusti Ketut Sukadana, ST.,MT) (Ir. I Nengah Suarnadwipa, MT) NIP. 19700820 199512 1 001 NIP. 19651231 199203 1 030

Penguji III

(Dr.Ir. I Gusti Ngurah Priambadi, MT)

NIP. 19651103 199203 1 002

ii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat

karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu

Perguruan Tinggi dan sepanjang pengetahuan saya, juga tidak terdapat karya

atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali

secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Saya menyetujui hasil skripsi ini dipergunakan oleh Pembimbing I

maupun Pembimbing II untuk publikasi ilmiah dengan mencantumkan nama

saya dalam tulisan.

Bukit Jimbaran, ....................... Mahasiswa

I Kadek Sugiarta NIM. 0904305007

Materai Rp 6000,-

iii

PENGARUH VARIASI PANJANG PIPA HISAP TERHADAP UNJUK KERJA POMPA TERSUSUN PARALEL

Oleh : I Kadek Sugiarta Dosen Pembimbing : Ir. Anak Agung Adhi Suryawan, MT. Ir. Made Suarda, M.Eng.

ABSTRAK Pompa sentrifugal akan bekerja secara optimal apabila seluruh komponen sistem pompa tersebut dirancang atau direncanakan dengan baik dan benar. Salah satu komponen yang berpengaruh terhadap performansi pompa adalah perpipaan khususnya pipa hisap. Mengingat pengaruh panjang pipa hisap terhadap performansi pompa sangat berpengaruh maka perlu dilakukan penelitian untuk mendapatkan panjang pipa hisap yang paling optimal untuk digunakan. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan performansi pompa sentrifugal dengan variasi panjang (5D) sampai dengan (20D) pada pipa hisap untuk mendapatkan kapasitas yang maksimal. Dari penelitian yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa dengan variasi panjang pada pipa hisap sangat berpengaruh terhadap performansi pompa yang dioperasikan secara parallel. Pada ketinggian 2052 𝑚𝑚𝑚𝑚 panjang pipa hisap (5D) memberikan Kapasitas terbaik yaitu sebesar 0,54 𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑑𝑑𝑙𝑙⁄ dan pada panjang pipa hisap (16D) memberikan Efisiensi (𝜂𝜂) terbaik yaitu sebesar 15,25%. Kata Kunci : Unjuk kerja pompa, pipa hisap, pompa parallel

iv

EFFECT OF VARIATION IN THE LENGTH OF THE SUCTION PIPE TO THE PUMP PERFORMANCE ARRANGED PARALLEL

Author : I Kadek Sugiarta Guidance : Ir. Anak Agung Adhi Suryawan, MT. Ir. Made Suarda, M.Eng.

ABSTRACT

Centrifugal pumps will work optimally if the entire components of pump are designed or well planned. One of the component that effects the pump performance is piping system particularly lenght of pipe. The influence of the long suction pipe to the pump performance is necessary to do research to get the most optimal long pipe for use. The aimed of this research is to compare the performance of a centrifugal pump with variation of 5D until 20D in long suction pipe and to get maximum water capacity.

From this research, it can be concluded that the variation in long suction pipe affect pump performance that operated in parallel. At a height 2052 mm the suction pipe length of 5D produces the best capacity of 0,54 𝒍𝒍𝒍𝒍/𝒔𝒔, and the suction pipe length of 16D give the best efficiency of 15,25%.

Keyword : Pump performance, suction pipe, parallel pump.

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena

atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang

berjudul

“PENGARUH VARIASI PANJANG PIPA HISAP TERHADAP UNJUK

KERJA POMPA TERSUSUN PARALEL”

Dalam penyusunan skripsi ini penulis tidak sedikit mendapat bantuan

dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST., MASc., Ph.D., selaku Ketua

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana, sekaligus

selaku Dosen Pembimbing Akademik.

2. Bapak Ir. A. A. Adhi Suryawan, MT., selaku Dosen Pembimbing I dalam

penulisan skripsi ini.

3. Bapak Ir. Made Suarda, M.Eng., selaku Dosen Pembimbing II dalam

penulisan skripsi ini.

4. Bapak I Gusti Ketut Sukadana, ST., MT., selaku Dosen Penguji I

5. Bapak Ir. I Nengah Suarnadwipa, MT., selaku Dosen Penguji II

6. Bapak Dr.Ir. I Gusti Ngurah Priambadi, MT., selaku Dosen Penguji III

7. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,

Universitas Udayana.

8. Orang tua yang selalu mendukung penulis untuk menyelesaikan skripsi.

9. Rekan-rekan Jurusan Teknik Mesin, keluarga dan semua pihak yang telah

membantu dalam penyelesaian skripsi.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari kesempurnaan mengingat

keterbatasan pengetahuan dan refrensi yang penulis miliki. Oleh karena itu

kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan dari

berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan

penulis mohon maaf apabila terdapat kekurangan atau kesalahan dalam

penulisan skripsi ini.

vi

Penulis

Bukit Jimbaran, September

vii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ i LEMBAR PERSETUJUAN ........................................................................... ii PERNYATAN ................................................................................................. iii ABSTRAK ....................................................................................................... iv KATA PENGANTAR..................................................................................... vi DAFTAR ISI ................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR....................................................................................... x DAFTAR TABEL ........................................................................................... xii BAB I PENDAHULUAN.............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah............................................................................... 2 1.3 Batasan Masalah ................................................................................. 2 1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................ 3 1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................. 3

BAB II DASAR TEORI ............................................................................... 4

2.1 Definisi Pompa .................................................................................. 4 2.2 Karakteristik Pompa .......................................................................... 4

2.2.1 Kapasitas (Q) ............................................................................ 4 2.2.2 Head (H) ................................................................................... 5 2.2.3 Head Losses .............................................................................. 6

2.3 Pembesaran dan Pengecilan Pipa ....................................................... 7 2.3.1 Kerugian Energi pada Pintu Masuk san Keluar Fluida............. 8

2.4 Tekanan, Daya, dan Efisiensi Pompa ................................................ 9 2.4.1 Tekanan Pada Pompa ................................................................ 9 2.4.2 Daya Listrik .............................................................................. 9 2.4.3 Daya Air .................................................................................... 10 2.4.4 Daya Poros ................................................................................ 10 2.4.5 Efisiensi Pompa ........................................................................ 10

2.5 Sistem Perpipaan Pada Pompa ........................................................... 11 2.6 Aliran Fluida Dalam Pipa Dan Saluran ............................................. 14

2.6.1 Kavitasi ..................................................................................... 15 2.7 Hukum Kekekalan Energi .................................................................. 15 2.8 Hukum Kontinuitas ............................................................................ 17 2.9 Rangkaian Pompa Paralel .................................................................. 17

BAB III METODE PENELITIAN. ............................................................... 19

3.1 Variabel Penelitian. ........................................................................... 19 3.2 Rancangan Pengujian ........................................................................ 19

3.2.1 Susunan Perpipaan .................................................................... 20

Halaman

viii

3.2.2 Ruang Lingkup Penelitian ........................................................ 21 3.3 Alat dan Bahan .................................................................................. 21

3.3.1 Alat............................................................................................ 21 3.3.2 Baha .......................................................................................... 24

3.4 Prosedur Penelitian ............................................................................ 25 3.5 Diagram Alir Penelitian..................................................................... 26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................ 27 4.1 Data Penelitian .................................................................................. 27 4.2 Pengolahan Data ................................................................................ 27

4.2.1 Menghitung Kapasitas (Q) ........................................................ 27 4.2.2 Head Pompa .............................................................................. 28 4.2.3 Daya Motor ............................................................................... 38 4.2.4 Daya Air .................................................................................... 39 4.2.5 Efisiensi Pompa ........................................................................ 39

4.3 Pembahasan ....................................................................................... 50 4.3.1 Pompa tunggal .......................................................................... 51 4.3.2 Tiga unit pompa tersusun parallel ............................................. 53

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 56 5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 56 5.2 Saran .................................................................................................. 56 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 57 LAMPIRAN .................................................................................................... 58 Lampiran 1 .............................................................................................. 59 Lampiran 2 .............................................................................................. 60 Lampiran 3 .............................................................................................. 61 Lampiran 4 .............................................................................................. 62 Lampiran 5 .............................................................................................. 63 Lampiran 6 .............................................................................................. 95

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Head pompa .............................................................................. 5 Gambar 2.2 pengecilan dan pembesaran pipa secara tiba-tiba ..................... 7 Gambar 2.3 pengecilan dan pembesaran pipa secara gradual ...................... 8 Gambar 2.4 Ilustrasi jenis aliran ................................................................... 14 Gambar 2.5 Aliran fluida dalam pipa ............................................................ 16 Gambar 2.6 Kurva performa rangkaian pompa parallel ............................... 18 Gambar 3.1 Skema penelitian ....................................................................... 19 Gambar 3.2 Susunan pompa paralel. ............................................................ 20 Gambar 3.3 Pipa hisap pompa ...................................................................... 21 Gambar 3.4 Variasi panjang pipa hisap (5D) sampai dengan (20D) ............ 21 Gambar 3.5 Pompa sentrifugal UPS 15-50 130 ............................................ 22 Gambar 3.6 Pipa header tee 45o (tee Y) ....................................................... 22 Gambar 3.7 Pressure gauge ......................................................................... 22 Gambar 3.8 Amphere meter .......................................................................... 23 Gambar 3.9 Meteran air. ............................................................................... 23 Gambar 3.10 Reservoar .................................................................................. 23 Gambar 3.11 Stop valve .................................................................................. 24 Gambar 3.12 Stopwatch .................................................................................. 24 Gambar 3.13 Air ............................................................................................. 24 Gambar 3.14 Diagram alir penelitian .............................................................. 26 Gambar 4.1 Head losses pada pipa suction pompa tunggal .......................... 28 Gambar 4.2 Head losses pada pipa discharge pompa tunggal ..................... 32 Gambar 4.3 Head losses pada pipa transmisi pompa tunggal ...................... 35 Gambar 4.4 Head pompa .............................................................................. 38 Gambar 4.5 Pengaruh panjang pipa hisap terhadap kapasitas dengan

pengoperasian satu unit pompa ................................................. 51 Gambar 4.6 Pengaruh panjang pipa hisap terhadap head pompa dengan

pengoperasian satu unit pompa ................................................. 51 Gambar 4.7 Pengaruh panjang pipa hisap terhadap daya air dengan

pengoperasian satu unit pompa ................................................. 52 Gambar 4.8 Pengaruh panjang pipa hisap terhadap efisiensi dengan

pengoperasian satu unit pompa ................................................. 53 Gambar 4.9 Pengaruh panjang pipa hisap terhadap kapasitas dengan

pengoperasian tiga unit pompa tersusun parallel ...................... 53 Gambar 4.10 Pengaruh panjang pipa hisap terhadap head pompa dengan

pengoperasian tiga unit pompa tersusun parallel ...................... 54 Gambar 4.11 Pengaruh panjang pipa hisap terhadap daya air dengan

pengoperasian tiga unit pompa tersusun parallel ...................... 55

Halaman

x

Gambar 4.12 Pengaruh panjang pipa hisap terhadap efisiensi dengan pengoperasian tiga unit pompa tersusun parallel ...................... 55

xi

DAFTAR TABEL Halaman

Tabel 2.1 Koefisien pembesaran pipa secara tiba-tiba ................................. 7 Tabel 2.2 Koefisien pengecilan pipa secara tiba-tiba .................................. 7 Tabel 2.3 Koefisien pada bagian masuk dan keluar pipa............................. 8 Tabel 3.1 Pengambilam data pengujian dengan satu pompa tunggal .......... 25 Tabel 3.2 Pengambilan data pengujian dengan tiga unit pompa ................. 25 Tabel 3.3 Waktu penelitian .......................................................................... 26 Table 4.1 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 5D ....................................................................................... 40 Table 4.2 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 6D ....................................................................................... 40 Table 4.3 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 7D ....................................................................................... 40 Table 4.4 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 8D ....................................................................................... 41 Table 4.5 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 9D ....................................................................................... 41 Table 4.6 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 10D ..................................................................................... 41 Table 4.7 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 11D ..................................................................................... 42 Table 4.8 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 12D ..................................................................................... 42 Table 4.9 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 13D ..................................................................................... 42 Table 4.10 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 14D ..................................................................................... 43 Table 4.11 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 15D ..................................................................................... 43 Table 4.12 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 16D ..................................................................................... 43 Table 4.13 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 17D ..................................................................................... 44 Table 4.14 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 18D ..................................................................................... 44 Table 4.15 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 19D ..................................................................................... 44 Table 4.16 Hasil pengolahan data pompa tunggal pada variasi panjang pipa

hisap 20D ..................................................................................... 45

xii

Table 4.17 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 5D ....................................................................................... 45

Table 4.18 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 6D ....................................................................................... 45

Table 4.19 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 7D ....................................................................................... 46

Table 4.20 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 8D ....................................................................................... 46

Table 4.21 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 9D ....................................................................................... 46

Table 4.22 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 10D ..................................................................................... 47

Table 4.23 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 11D ..................................................................................... 47

Table 4.24 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 12D ..................................................................................... 47

Table 4.25 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 13D ..................................................................................... 48

Table 4.26 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 14D ..................................................................................... 48

Table 4.27 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 15D ..................................................................................... 48

Table 4.28 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 16D ..................................................................................... 49

Table 4.29 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 17D ..................................................................................... 49

Table 4.30 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 18D ..................................................................................... 49

Table 4.31 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 19D ..................................................................................... 50

Table 4.32 Hasil pengolahan data pompa paralel pada variasi panjang pipa hisap 20D ..................................................................................... 50

Tabel L5.1 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 5D ............... 63 Tabel L5.2 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 6D ............... 64 Tabel L5.3 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 7D ............... 65 Tabel L5.4 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 8D ............... 66 Tabel L5.5 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 9D ............... 67 Tabel L5.6 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 10D ............. 68 Tabel L5.7 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 11D ............. 69 Tabel L5.8 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 12D ............. 70 Tabel L5.9 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 13D ............. 71 Tabel L5.10 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 14D ............. 72

xiii

Tabel L5.11 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 15D ............. 73 Tabel L5.12 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 16D ............. 74 Tabel L5.13 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 17D ............. 75 Tabel L5.14 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 18D ............. 76 Tabel L5.15 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 19D ............. 77 Tabel L5.16 Pompa Tunggal dengan variasi panjang pipa hisap 20D ............. 78 Tabel L5.17 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 5D ................. 79 Tabel L5.18 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 6D ................. 80 Tabel L5.19 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 7D ................. 81 Tabel L5.20 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 8D ................. 82 Tabel L5.21 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 9D ................. 83 Tabel L5.22 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 10D ............... 84 Tabel L5.23 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 11D ............... 85 Tabel L5.24 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 12D ............... 86 Tabel L5.25 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 13D ............... 87 Tabel L5.26 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 14D ............... 88 Tabel L5.27 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 15D ............... 89 Tabel L5.28 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 16D ............... 90 Tabel L5.29 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 17D ............... 91 Tabel L5.30 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 18D ............... 92 Tabel L5.31 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 19D ............... 93 Tabel L5.32 Pompa Paralel dengan variasi panjang pipa hisap 20D ............... 94 Tabel L6.1 Perbandingan ∆𝑧𝑧 pompa tunggal ................................................. 95 Tabel L6.2 Perbandingan ∆𝑧𝑧 pompa tersusun parallel ................................... 98

xiv

2 PENGESAH 1.pdfPERNYATAAN