SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
PENGUJIAN POMPA SENTRIFUGAL
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pompa merupakan mesin konversi energi yang mengubah bentuk energi
mekanik poros menjadi energi spesifik (head) fluida yang berupa zat cair. Energi
mekanik pompa yang menunjukkan kemampuan dari suatu pompa mengangkat fluida
untuk mencapai ketinggian tertentu adalah berupa head pompa, ditunjukkan oleh
besarnya perbedaan antara energi fluida di sisi isap dengan energi fluida di sisi tekan.
Energi fluida merupakan jumlah dari energi tekanan, energi kinetik dan energi karena
elevasi.
Spesifikasi pompa dinyatakan dengan jumlah fluida yang dapat dialirkan
persatuan waktu (debit atau kapasitas pompa) dan head (tinggi energi angkat). Pada
umumnya pompa dapat digunakan untuk bermacam-macam keperluan, untuk
menaikkan fluida ke sebuah reservoir, untuk mengalirkan fluida dalam proses industri,
untuk pengairan, irigasi, dan sebagainya.
Dalam praktikum ini digunakan pompa sentrifugal, karena banyak digunakan
dalam kehidupan manusia sehari-hari, terutama pada bidang industri. Secara umum
pompa sentrifugal digunakan untuk kepentingan pemindahan fluida dari satu tempat ke
tempat yang lain. Pada industri minyak bumi, sebagian besar pompa yang digunakan
dalam fasilitas gathering station, suatu unit pengumpul fluida dari sumur produksi
sebelum diolah dan dipasarkan, ialah pompa bertipe sentrifugal.
Dalam pelaksanaan operasinya pompa sentifrugal dapat bekerja secara tunggal,
seri, dan paralel. Jenis operasi yang digunakan harus sesuai dengan tujuan dan
kebutuhan penggunaan instalasi pompa. Karakteristik pompa harus terlebih dahulu
diketahui agar didapatkan sistem yang optimal.
1.2 Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari pengujian pompa sentrifugal ini adalah untuk mendapatkan
kurva karakteristik dari :
a. Kapasitas terhadap head dan efisiensi
b. Kapasitas terhadap daya
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar Teori Pompa
2.1.1 Pengertian Fluida, Debit dan Head
Fluida didefinisikan sebagai zat atau substansi yang akan mengalami deformasi
secara berkesinambungan apabila terkena gaya geser (gaya tangensial) sekecil apapun.
Berdasarkan mampu mampatnya fluida dibagi menjadi 2 yaitu compressible fluid dan
incompressible fluid. Berdasarkan sifat alirannya fluida dibagi menjadi 3 yaitu aliran
laminer, transisi dan turbulen. Berdasarkan hubungan antara laju deformasi dan
tegangan gesernya fluida dibagi menjadi 2 yaitu newtonian fluid dan non-newtonian
fluid. Berdasarkan gaya yang bekerja pada fluida dan gerakannya, fluida dibagi 2 yaitu
fluida statis dan dinamis.
Debit / kapasitas merupakan volum fluida yang dapat dialirkan per satuan
waktu. Pengukuran dari kapasitas dilakukan dengan menggunakan venturimeter,
orifice, pitot tube dan lain-lain. Satuan dari kapasitas (Q) adalah m3/s, liter/s, atau ft3/s.
Head didefinisikan sebagai energi per satuan berat fluida. Satuan dari head (H)
adalah meter atau feet fluida. Di dalam pompa, head diukur dengan cara menghitung
beda tekanan total antara pipa isap dan pipa tekan, bila pengukuran dilakukan pada
ketinggian yang sama. Menurut persamaan Bernoulli, terdapat tiga macam head dari
sistem instalasi aliran, yaitu head kecepatan, head potensial dan head tekanan.
a. Head tekanan
Adalah perbedaan head yang disebabkan perbedaan tekanan statis (head
tekanan) fluida pada sisi tekan dan sisi isap. Head tekanan dituliskan dengan rumus
sebagai berikut:
Pγ=
Pd
γ−
P s
γ.................................................................................................(2-1)
Keterangan :
Pγ : Head tekanan (m)
Pd
γ: Head tekanan fluida pada sisi tekan (m)
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
P s
γ: Head tekanan fluida pada sisi isap (m)
b. Head kecepatan
Adalah perbedaan antara head kecepatan zat cair pada sisi tekan dengan head
kecepatan zat cair pada sisi isap. Head kecepatan dituliskan dengan rumus sebagai
berikut:
hk=V d
2
2 g−
V s2
2 g .................................................................................................(2-2)
Keterangan :
hk : Head kecepatan (m)
V d2
2 g: Head kecepatan zat cair pada sisi tekan (m)
V s2
2 g: Head kecepatan zat cair pada sisi isap (m)
c. Head potensial / elevasi
Adalah perbedaan ketinggian antara fluida pada sisi tekan dengan ketinggian
fluida pada sisi isap. Head elevasi dapat dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:
Z=Zd−Zs .................................................................................................(2-3)
Keterangan :
Z : Head statis total (m)
Zd : Head statis pada sisi tekan (m)
Zs : Head statis pada sisi isap (m)
2.1.2 Pengertian Pompa
Pompa adalah jenis mesin fluida yang berfungsi untuk memindahkan fluida
melalui pipa dari satu tempat ke tempat lain. Dalam menjalankan fungsinya tersebut,
pompa mengubah energi mekanik poros yang menggerakkan sudu-sudu pompa mejadi
energi kinetik dan tekanan pada fluida.
Spesifikasi pompa dinyatakan dengan jumlah fluida yang dapat dialirkan per
satuan waktu (kapasitas) dan energi angkat (head) dari pompa.
a. Kapasitas (Q)
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Merupakan volum fluida yang dapat dialirkan persatuan waktu. Dalam
pengujian ini pengukuran dari kapasitas dilakukan dengan menggunakan
venturimeter. Satuan dari kapasitas (Q) yang digunakan dalam pengujian ini adalah
m3/s.
b. Putaran (n)
Yang dimaksud dengan putaran disini adalah putaran poros (impeler) pompa,
dinyatakan dalam satuan rpm. Putaran diukur dengan menggunakan tachometer.
c. Torsi (T)
Torsi didapatkan dari pengukuran gaya dengan menggunakan dinamometer,
kemudian hasilnya dikalikan dengan lengan pengukur momen (L). Satuan dari torsi
adalah Nm.
d. Daya (P)
Daya dibagi menjadi dua macam, yaitu daya poros yang merupakan daya dari
motor listrik, serta daya air yang dihasilkan oleh pompa. Satuan daya adalah Watt.
e. Efisiensi (η )
Merupakan perbandingan antara daya air yang dihasilkan dari pompa, dengan
daya poros dari motor listrik.
2.1.3 Pengertian Kavitasi
Kavitasi adalah gejala menguapnya zat cair yang sedang mengalir, karena
tekanannya berkurang sampai dibawah tekanan uap jenuhnya. Sehingga fluida dapat
menguap ketika tekanannya cukup rendah pada temperatur fluida tersebut. Dalam hal
ini temperatur fluida lebih besar dari temperatur jenuhnya.
Mekanisme dari kavitasi ini adalah berawal dari kecepatan air yang tinggi
sehingga tekanannya rendah dan menyebabkan titik didihnya menurun. Karena fluida
mencapai titik didihnya maka menguap dan timbul gelembung-gelembung yang pada
kecepatan tinggi akan menabrak bagian sudu.
Apabila zat cair mendidih, maka akan timbul gelembung-gelembung uap zat
cair. Hal ini dapat terjadi pada zat cair yang sedang mengalir di dalam pompa maupun
di dalam pipa. Tempat-tempat yang bertekanan rendah dan yang berkecepatan tinggi di
dalam aliran, sangat rawan terhadap terjadinya kavitasi. Pada pompa misalnya, bagian
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
yang mudah mengalami kavitasi adalah sisi isapnya. Kavitasi akan timbul jika tekanan
isapnya terlalu rendah. Kavitasi di dalam pompa dapat mengakibatkan:
a. Suara yang berisik dan getaran dari pompa.
b. Performasi pompa akan menurun secara tiba-tiba, sehingga pompa tidak dapat
bekerja dengan baik.
c. Jika pompa dijalankan dalam keadaan kavitasi secara terus menerus dalam jangka
lama, maka permukaan dinding akan termakan sehingga menjadi berlubang-lubang.
Peristiwa ini disebut erosi kavitasi, sebagai akibat dari tumbukan gelembung uap
yang pecah pada dinding secara terus menerus.
Karena kavitasi mengakibatkan banyak sekali kerugian pada pompa, maka
kavitasi perlu dihindari. Adapun cara-cara untuk mencegah kavitasi antara lain:
a) Tekanan gas diperbesar di dalam pipa-pipa dimana fluida yang mengalir
dipompakan.
b) Sebuah pompa booster dipasang pada ujung pipa isap.
c) Sebuah axial wheel atau helical wheel dipasang tepat di depan impeler pada poros
yang sama. Hal ini dimaksudkan untuk membuat pusaran (whirl) terhadap aliran.
Cara ini merupakan pilihan yang paling baik. Akan tetapi, apabila kecepatan putaran
(n) dan debitnya (Q) sama dengan kecepatan putaran dan debit dari impeler, maka
kavitasi justru akan terjadi pada runner pembantu itu sendiri. Oleh karena itu, dalam
pemasangan runner pembantu ini diperlukan pertimbangan yang sungguh-sungguh
sebelum pemasangannya.
Macam - macam tipe kavitasi pada pompa sentrifugal berdasarkan penyebabnya
yaitu:
1. Suction cavitation (kavitasi pada suction)
Kavitasi jenis ini terjadi akibat kekurangan NPSHA (NPSH aktual). Aturan
umumnya adalah NPSHA minimal harus sama atau lebih besar dari NPSHR (NPSH
yang dibutuhkan) untuk menghindari suction cavitation. Perbedaan yang besar
antara NPSHA dengan NPSHR dapat menyebabkan resiko kerusakan pada pompa
terutama pada air yang relatif panas.
2. Recirculation Cavitation
Recirculation cavitation diakibatkan oleh laju aliran (flow rate) yang rendah
pada pompa. Ada dua tipe dari recirculation cavitation yaitu suction side dan
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
discharge side dimana bisa terjadi pada saat yang bersamaan ataupun terpisah.
Keduanya terjadi akibat fenomena yang sama yaitu aliran balik pada jarak yang
berdekatan satu sama lain.
Dalam perencanaan instalasi pompa, hal- hal berikut ini harus diperhitungkan
untuk menghindari kavitasi :
1. Ketinggian letak pompa terhadap permukaan zat cair yang diisap harus dibuat
serendah mungkin agar head isap statis menjadi rendah pula.
2. Pipa isap harus dibuat sependek mungkin. Jika terpaksa memakai pipa panjang
gunakan pipa yang berdiameter besar untuk mengurangi kerugian gesek.
3. Sama sekali tidak dibenarkan memperkecil laju aliran dengan menghambat aliran sisi
isap.
4. Head total pompa harus diatur seperti yang dibutuhkan karena head yang berlebihan
akan membuat kapasitas yang berlebihan pula sehingga akan membuat
kemuungkinan terjadinya kavitasi akan semakin besar.
2.1.4 Pengertian NPSH
Net Positive Suction Head (NPSH) adalah tekanan awal bernilai positif yang
terdapat pada sisi inlet pompa. Seperti diuraikan sebelumnya, bahwa kavitasi akan
terjadi apabila tekanan statis suatu aliran zat cair turun sampai di bawah tekanan uap
jenuhnya/tekanan penguapannya. Untuk menghindari kavitasi harus diusahakan agar
tidak ada satu bagian dari aliran di dalam pompa yang mempunyai tekanan statis lebih
rendah dari tekanan uap jenuh zat cair pada temperatur yang bersangkutan. Dalam hal
ini perlu diperhatikan dua macam tekanan yang memegang peranan. Pertama, tekanan
yang ditentukan oleh kondisi lingkungan dimana pompa dipasang. Kedua, tekanan yang
ditentukan oleh keadaan aliran di dalam pompa.
Oleh karena itu, didefinisikan suatu tekanan kavitasi atau jika dinyatakan dalam
satuan Head disebut dengan Net Positive Suction Head (NPSH). Jadi, NPSH dapat
dinyatakan sebagai ukuran keamanan pompa terhadap kavitasi.
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Gambar 2.1 NPSH bila tekanan atmosfer bekerja pada permukan air yang dihisap.Sumber: Sularso (2000:44)
a. NPSH yang Tersedia
Merupakan head yang dimiliki oleh zat cair pada sisi isap pompa (ekuivalen
dengan tekanan absolut pada sisi isap pompa), dikurangi dengan tekanan uap jenuh
zat cair di tempat tersebut. Pada pompa yang mengisap zat cair dari tempat terbuka
dengan tekanan atmosfer pada permukaan zat cair seperti diperlihatkan pada
gambar 2.1, maka besarnya NPSH yang tersedia adalah:
hsv=Pa
γ−
Pv
γ−hs−hl …………………………………………………..(2-4)
Keterangan:
hsv = NPSH yang tersedia (m)
Pa = Tekanan atmosfer (N/m2)
Pv = Tekanan uap jenuh pada temperatur fluida (N/m2)
γ = Berat jenis cairan (N/m3)
hs = Head isap statis (m)
hl = Head losses (m)
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
dengan hs bertanda positif (+) jika pompa terletak di atas permukaan zat cair yang
dihisap dan negatif (-) jika pompa terletak di bawah permukaan zat cair yang
dihisap.
Dari persamaan tersebut, dapat dilihat bahwa NPSH yang tersedia
merupakan head tekanan absolut yang masih tersisa pada sisi isap pompa setelah
dikurangi head tekanan uap, head isap statis dan head loss. Besarnya tergantung
pada kondisi luar pompa dimana pompa tersebut dipasang.
Gambar 2.2 NPSH bila tekanan uap bekerja di dalam tangki air hisap yang tertutup.Sumber: Sularso (2000:44)
Jika zat cair dihisap dari tangki tertutup seperti pada gambar 2.2, maka Pa
menyatakan tekanan absolut yang bekerja pada permukaan zat cair di dalam tangki
tertutup tersebut. Jika tekanan di atas permukan zat cair sama dengan tekanan uap
jenuhnya, maka Pa = Pv, sehingga :
hsv=−hs−hl............................................................................................(2-5)
Harga hs adalah negatif (-) karena permukaan zat cair dalam tangki lebih
tinggi daripada sisi isap pompa. Pemasangan pompa semacam ini diperlukan untuk
mendapatkan harga hsv atau NPSH yang positif (+).
b. NPSH yang Diperlukan
Tekanan terendah di dalam pompa besarnya terdapat di suatu titik didekat
(setelah) sisi masuk sudu impeler. Di tempat tersebut, tekanannya lebih rendah
daripada tekanan pada sisi isap pompa. Hal ini disebabkan kerugian head di nosel
isap, kenaikan kecepatan aliran karena luas penampang yang menyempit, dan
kenaikan kecepatan aliran karena tebal sudu.
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jadi, agar tidak terjadi penguapan zat cair, maka tekanan pada lubang masuk
pompa dikurangi penurunan tekanan di dalam pompa, harus lebih tinggi daripada
tekanan uap zat cair. Head tekanan yang besarnya sama dengan penurunan tekanan
ini disebut NPSH yang diperlukan. Agar pompa dapat bekerja tanpa mengalami
kavitasi, maka harus dipenuhi persyaratan sebagai berikut :
NPSH yang tersedia > NPSH yang diperlukan
Harga dari NPSH yang diperlukan, diperoleh dari pabrik pompa yang bersangkutan.
2.1.5 Hukum Kesebangunan Pompa
Jika ada dua buah pompa yang geometris sebangun satu dengan yang lain, maka
untuk kondisi aliran yang sebangun pula, berlaku hubungan sebagai berikut :
Q1
Q2=
n1 D13
n2 D23 ………..............................................................................................(2-
6)
H 1
H 2=
n12 D1
2
n22 D2
2 ………..............................................................................................(2-
7)
P1
P2=
n13 D1
5
n23 D2
5 ………..............................................................................................(2-
8)
Keterangan:
D: Diameter impeler (m)
Q: Kapasitas aliran (m3/s)
H: Head total pompa (m)
P: Daya poros pompa (kW)
N: Putaran pompa (rpm)
Dan indeks 1 dan 2 menyatakan berturut- turut pompa nomor satu dan pompa
nomor 2. Hubungan yang dinyatakan di atas disebut Hukum Kesebangunan Pompa.
Hukum ini sangat penting untuk menaksir perubahan performansi pompa bila putaran
pompa diubah. Hukum ini juga berguna untuk memperkirakan performansi pompa yang
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
direncanakan apabila pompa tersebut geometris sebangun dengan pompa yang sudah
diketahui performansinya.
2.1.6 Kecepatan Spesifik Pompa
Kecepatan spesifik pompa adalah suatu nilai yang digunakan untuk
menggambarkan bentuk geometri suatu pompa, atau dengan kata lain besar dari nilai
kecepatan spesifik suatu pompa adalah sama tiap- tiap pompa yang sebangun.
Kecepatan spesifik suatu pompa dapat dicari dengan rumus :
ns=n Q1 /2
H 3/ 4 ………...........................................................................................(2-9)
Keterangan:
Q : Kapasitas aliran (m3/s)
H : Head total pompa (m)
n : Putaran pompa (rpm)
Harga ns dapat digunakan sebagai parameter untuk menyatakan jenis pompa.
Jadi jika ns suatu pompa sudah ditentukan maka bentuk impeller pompa tersebut sudah
tertentu pula.
2.1.7 Performansi
Bentuk pompa pada umumnya tergantung pada kecepatan spesifik. Jadi dapat
dimengerti bila karakterisiknya juga akan tergantung pada kecepatan spesifik.
Karakteristik sebuah pompa dapat digambarkan dalam kurva- kurva
karakteristik yang menyatakan besarnya head total pompa, daya poros, dan efisiensi
pompa, terhadap kapasitas. Kurva performansi tersebut, pada umumnya digambarkan
pada putaran yang tetap.
Gambar 2.3 sampai dengan Gambar 2.5 memperlihatkan contoh kurva
performansi untuk tiga jenis pompa dengan harga kecepatan spesifik yang jauh berbeda
beda. Di sini semua besaran kurva karakteristik dinyatakan dalam persen. Titik 100%
untuk harga kapasitas, head total pompa, dan daya pompa, diambila dalam keadaan
efisiensi maksimum.
Dari gambar terlihat bahwa kurva head- kapasitas menjadi semakin curam pada
pompa dengan harga kecepatan spesifik yang semakin besar.
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Disini head pada kapasitas nol (shut-off head) semakin tinggi pada kecepatan
spesifik yang semakin besar. Dalam hal pompa aliran aksial, kurva karakteristiknya
memperlihatkan kondisi tak stabil pada head total di sekitar 140 – 160%.
Kurva daya terhadap kapasitas mempunyai harga minimum bila kapasitas aliran
sama dengan nol pada pompa sentrifugal dengan kecepatan spesifik kecil. Sebaliknya,
pada pompa aliran campur dan pompa aliran aksial dengan kecepatan spesifik besar,
harga daya mencapai maksimum pada kapasitas aliran sama dengan nol.
Gambar 2.3 Kurva karakteristik pompa voluteSumber : Sularso (2000:10)
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Gambar 2.4 Kurva karakteristik pompa aliran campuranSumber : Sularso (2000:10)
Gambar 2.5 Kurva karakteristik pompa aliran aksialSumber : Sularso (2000:10)
2.1.8 Klasifikasi Pompa
Menurut prinsip kerjanya, pompa diklasifikasikan menjadi dua macam, yaitu:
A. Positive Displacement Pump
Merupakan pompa yang menghasilkan kapasitas yang intermittent, karena
fluida ditekan di dalam elemen-elemen pompa dengan volume tertentu. Ketika
fluida masuk, langsung dipindahkan ke sisi buang sehingga tidak ada kebocoran
(aliran balik) dari sisi buang ke sisi masuk. Kapasitas dari pompa ini kurang lebih
berbanding lurus dengan jumah putaran atau banyaknya gerak bolak-balik pada tiap
satuan waktu dari poros atau engkol yang menggerakkan. Pompa jenis ini
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
menghasilkan head yang tinggi dengan kapasitas rendah. Pompa ini dibagi lagi
menjadi:
1. Reciprocating Pump (pompa torak)
Pada pompa ini, tekanan dihasilkan oleh gerak bolak-balik translasi
dari elemen-elemennya, dengan perantaran crankshaft, camshaft, dan lain-
lainnya. Pompa jenis ini dilengkapi dengan katup masuk dan katup buang yang
mengatur aliran fluida keluar atau masuk ruang kerja. Katup-katup ini bekerja
secara otomatis dan derajat pembukaannya tergantung pada fluida yang
dihasilkan. Tekanan yang dihasilkan sangat tinggi, yaitu lebih dari 10 atm.
Kecepatan putar rendah yaitu 250 sampai 500 rpm. Oleh karena itu, dimensinya
besar dan sangat berat. Pompa ini banyak dipakai pada pabrik minyak dan
industri kimia untuk memompa cairan kental, dan untuk pompa air ketel pada
PLTU. Skema pompa torak ditunjukkan pada gambar 2.3.
Gambar 2.6 Skema pompa torak.Sumber: Karrasik (2008)
2. Rotary Pump
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Tekanan yang dihasilkan dari pompa ini adalah akibat gerak putar dari
elemen-elemennya atau gerak gabungan berputar. Bagian utama dari pompa
jenis ini adalah :
rumah pompa yang stasioner
rotor, yang di dalamnya terdapat elemen-elemen yang berputar dalam rumah
pompa
Prinsip kerjanya adalah fluida yang masuk ditekan oleh elemen-elemen
yang memindahkannya ke sisi buang kemudian menekannya ke pipa tekan.
Karena tidak memiliki katup-katup, maka pompa ini dapat bekerja terbalik,
sebagai pompa maupun sebagai motor. Pompa ini bekerja pada putaran yang
tinggi sampai dengan 5000 rpm atau lebih. Karena keuntungan tersebut, pompa
ini banyak dipakai untuk pompa pelumas dan pada hydraulic power
transmission. Yang termasuk jenis pompa ini adalah:
a. Gear Pump (Pompa Roda Gigi)
Prinsip kerja dari pompa ini adalah berputarnya dua buah roda gigi
berpasangan yang terletak dalam rumah pompa akan menghisap dan
menekan fluida yang dipompakan. Fluida yang mengisi ruang antar gigi
ditekan ke sisi buang. Akibat diisinya ruang antar sisi tersebut maka pompa
ini dapat beroperasi. Aplikasi dari pompa ini adalah pada sistem pelumasan,
karena pompa ini menghasilkan head yang tinggi dan debit yang rendah.
Contoh pompa roda gigi terdapat pada gambar 2.4.
Gambar 2.7 Pompa roda gigi.Sumber: Edward (1996:26)
B. Dynamic Pump
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Merupakan pompa yang ruang kerjanya tidak berubah selama pompa
bekerja. Untuk merubah kenaikan tekanan, tidak harus mengubah volume aliran
fluida. Dalam pompa ini terjadi perubahan energi, dari energi mekanik menjadi
energi kinetik, kemudian menjadi energi tekanan. Pompa ini memiliki elemen
utama sebuah rotor dengan suatu impeler yang berputar dengan kecepatan tinggi.
Yang termasuk di dalam jenis pompa ini adalah pompa aksial dan pompa
sentrifugal.
1. Pompa Aksial
Prinsip kerja dari pompa ini adalah berputarnya impeler akan menghisap
fluida yang dipompakan dan menekannya ke sisi tekan dalam arah aksial.
Pompa ini cocok untuk aplikasi yang membutuhkan head rendah dan kapasitas
tinggi, seperti pada sistem pengairan. Contoh pompa aksial terdapat pada
gambar 2.5.
Gambar 2.8 Pompa aksialSumber: Kurtz (2005:101)
2. Pompa Sentrifugal
Elemen pokok dari pompa ini adalah sebuah rotor dengan sudu-sudu
yang berputar pada kecepatan tinggi. Fluida yang masuk dipercepat oleh
impeler yang menaikkan tekanan maupun kecepatannya, dan melempar fluida
keluar melalui volute atau rumah siput. Pompa ini digunakan untuk memenuhi
kebutuhan head medium sampai tinggi dengan kapasitas aliran medium. Dalam
aplikasinya, pompa sentrifugal banyak digunakan untuk proses pengisian air
pada ketel dan pompa rumah tangga. Bagian-bagian dari pompa sentrifugal
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
adalah stuffling box, packing, shaft, shaft sleeve, vane, casing, eye of impeller,
impeller, casing wear ring dan discharge nozzle.
Gambar 2.9 Penampang memanjang pompa sentrifugalSumber: Dietzel (1980:244)
2.2 Pompa Sentrifugal dan Prinsip Kerjanya
2.2.1 Bagian-Bagian Pompa Sentrifugal
Pompa sentrifugal mempunyai konstruksi sedemikian rupa sehingga aliran zat
cair yang keluar dari impeler akan melalui sebuah bidang tegak lurus poros pompa.
Konstruksi dari pompa sentrifugal dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Gambar 2.10 Bagian-bagian pompa sentrifugalSumber: Sularso (2000:75)
Impeler dipasang pada satu ujung poros dan pada ujung yang lain dipasang
kopling untuk meneruskan daya dari penggerak. Poros ditumpu oleh dua buah bantalan.
Sebuah paking atau perapat dipasang pada bagian rumah yang ditembus poros, untuk
mencegah air bocor keluar atau udara masuk dalam pompa.
a. Impeler
Merupakan bagian yang berputar dari pompa dan memberikan daya pada
air, sehingga air akan mendapatkan energi spesifik berupa kecepatan dan tekanan.
Di dalam rumah siput, kecepatan air secara berangsur-angsur diubah menjadi
tekanan statis. Jenis-jenis impeler ditunjukkan pada gambar 2.8. Jenis-jenis impeler
yaitu:
• Impeler Tertutup
Disebut sebagai impeler tertutup karena baling-baling pada impeler
tetutupi oleh mantel di kedua sisi. Jenis impeler ini banyak digunakan pada
pompa air dengan tujuan mengurung air agar tidak berpindah dari sisi
pengiriman ke sisi penghisapan. Impeler jenis ini memiliki kelemahan pada
kesulitan yang akan didapat jika terdapat rintangan atau sumbatan.
• Impeler Terbuka dan Semi Terbuka
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Dengan kondisinya yang terbuka atau semi terbuka, maka kemungkinan
adanya sumbatan pun jauh berkurang. Hal ini memungkinkan adanya
pemeriksaan impeler dengan mudah. Namun, jenis impeler ini hanya dapat diatur
secara manual untuk mendapatkan setelan terbaik.
• Impeler Pompa Berpusar/Vortex
Pompa yang digunakan untuk memompa bahan-bahan yang lebih padat
ataupun berserabut dari fluida cair, impeler vortex dapat menjadi pilihan yang
baik. Pompa jenis ini 50% kurang efisien dari rancangan konvensionalnya.
Gambar 2.11 Jenis impelerSumber: Sularso (2000:76)
b. Rumah Pompa
Desain rumah pompa ditunjukkan oleh gambar 2.9. Rumah pompa memiliki
beberapa fungsi, antara lain:
1. Berfungsi sebagai pengarah fluida yang dilemparkan impeler. Akibat gaya
sentrifugal yang menuju sisi tekan, sebagian energi kinetik fluida diubah menjadi
tekanan.
2. Menutup impeler pada sisi penghisapan dan pengiriman pada ujung pompa
sehingga berbentuk tangki tekanan.
3. Memberikan media pendukung dan
bantalan poros untuk batang torak dan
impeler.
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Gambar 2.12 Desain rumah pompaSumber: Edward (1996:20)
c. Poros Pompa
Sebagai penerus putaran pengerak kepada impeler dan pompa. Poros pompa
dibedakan menjadi dua, yaitu :
Poros pompa datar atau horizontal
Poros pompa tegak atau vertikal
d. Cincin Penahan Keausan atau Cincin Perapat (Waring Ring)
Untuk mencegah keausan rumah pompa dan impeler pada sambungan yang
bergerak (running joint), maka dipasang cincin penahan keausan (waring ring) yang
disebut juga cincin rumah pompa atau cincin perapat.
e. Bantalan Poros
Bantalan yang banyak dipakai pada pompa sentrifugal adalah bantalan anti
gesek, selongsong, rol bola, dan bantalan kingsbury. Bantalan anti gesek dapat
berupa baris tungal atau ganda. Bantalan rol banyak dipakai untuk poros pompa
berukuran besar. Skema bantalan poros ditunjukkan oleh gambar 2.10.
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
(a) (c)
(b) (d)
Gambar 2.13 Bantalan praktis untuk pompa (a) rol, (b) horizontal, (c) vertikal dan (d) kingsbury
Sumber: Edward (1996:22)
f. Selongsong Poros
Berfungsi utuk mencegah kebocoran udara ke dalam pompa bila beroperasi
dengan tinggi isap (suction lift) dan untuk mendistribusikan cairan perapat secara
merata di sekeliling ruang cincin (anular space) antara lubang peti dan permukaan
selongsong poros. Selongsong poros disebut juga sangkar perapat atau cincin
lantern. Skema selongsong poros pompa ditunjukkan oleh gambar 2.14.
Gambar 2.14 Selongsong poros pompaSumber: Edward (1996:22)
Selongsong poros ini menerima cairan yang bertekanan dari pompa atau
sumber tersendiri lainnya. Kadang-kadang digunakan minyak gemuk sebagai
medium perapat apabila cairan yang bersih tidak tersedia atau tidak dapat dipakai
(pompa air kotor).
g. Peti Gasket
Berfungsi untuk mencegah udara bocor ke dalam rumah pompa bila tekanan
di dalamnya berada di bawah tekanan atmosfer.
h. Perapat Poros (Perapat Mekanis)
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Digunakan untuk mencegah kebocoran di sekeliling poros. Perapat poros ini
juga dipakai apabila peti gasket tidak dapat mencegah kebocoran secara maksimal.
Permukaan perapat tegak lurus terhadap poros pompa dan biasanya terdiri dari dua
bagian yang dihaluskan dan dilumasi. Perapat poros dibedakan menjadi dua, yaitu
jenis dalam dan jenis luar. Jenis luar dipakai apabila cairan yang dipompa berpasir
dan tidak diinginka adanya kebocoran pada peti gasket. Jenis dalam digunakan
untuk cairan yang mudah menguap. Skema perapat mekanis dapat dilihat pada
gambar 2.12.
Gambar 2.15 Perapat MekanisSumber: Edward (1996:24)
2.2.2 Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal
Secara garis besar, pompa bekerja dengan cara mengubah energi mekanik dari
poros yang menggerakkan sudu-sudu pompa, kemudian menjadi energi kinetik dan
tekanan pada fluida. Demikian pula pada pompa sentrifugal, agar bisa bekerja pompa
membutuhkan daya dari mesin penggerak pompa. Berputarnya impeler menyebabkan
tekanan vakum pada sisi isap pompa, akibatnya fluida terhisap masuk ke dalam
impeler. Di dalam impeler, fluida mendapatkan percepatan sedemikian rupa dan
terkena gaya sentrifugal, sehingga fluida mengalir keluar dari impeler dengan
kecepatan tertentu. Kecepatan keluar fluida ini selanjutnya akan berkurang dan berubah
menjadi energi tekanan di dalam rumah pompa. Besarnya tekanan yang timbul
tergantung pada besarnya kecepatan fluida.
2.3 Teori dan Persamaan yang Mendukung Percobaan
2.3.1 Persamaan Bernoulli
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Syarat – syarat berlakunya persamaan Bernoulli adalah:
- Aliran steady (steady flow)
- Aliran tanpa gesekan (frictionless flow)
- Tidak ada kerja poros (no shaft work)
- Aliran incompressible (incompressible flow)
- Tidak ada perpindahan panas (no heat transfer)
- Aliran menurut garis arus (flow along a streamline)
Suatu aliran fluida incompressible yang memiliki tekanan (P), kecepatan (v),
dan beda ketinggian (z) mempunyai energi aliran fluida sebesar :
Persamaan energi :
m . g . z+P . ∀+ m v2
2=c ......................................................................................(2-10)
m .g . z+P . mρ
+ m v2
2=c......................................................................................(2-11)
Persamaan energi spesifik tiap satuan massa:
g . z+ Pρ+ v2
2=c( Nm
kg) ........................................................................................(2-12)
Persamaan energi spesifik tiap satuan berat (head):
z+ Pρg
+ v2
2g=c (m).......................................................................................(2-13)
Persamaan bernoulli umumnya ditulis dalam bentuk :
z1+P1
ρ⋅g+
v12
2 g=z2+
P2
ρ⋅g+
v22
2 g ...................................................................... (2-14)
dengan : z adalah head elevasi
Pρ⋅g adalah head tekananv2
2 g adalah head kecepatan
Sebagai contoh adalah aliran air di dalam pipa, pada posisi 1 air mempunyai
tekanan P1, luas penampang A1, dan kecepatan v1. Perubahan bentuk energi akan terjadi
bila pada posisi 2 penampangnya diperkecil. Dengan demikian, kecepatan air akan naik
menjadi v2 dan tekanan P2 akan berkurang. Hal ini dapat terlihat jelas apabila letak pipa
dalam keadaan horizontal (z1=z2).
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jadi, persamaan bernoulli dapat dinyatakan sebagai berikut:“pada tiap saat dan
tiap posisi yang ditinjau dari suatu aliran di dalam pipa tanpa gesekan yang tidak
bergerak akan mempunyai jumlah energi ketinggian tempat, tekanan, dan kecepatan
yang sama besarnya”.
2.3.2 Persamaan Kontinuitas
Disebut juga hukum kekekalan massa, menyatakan bahwa laju perubahan massa
fluida yang terdapat dalam ruang yang ditinjau pada selang waktu t harus sama
dengan perbedaan antara jumlah massa yang masuk dan laju massa yang keluar ke dan
dari elemen fluida yang ditinjau.
Gambar 2.16 Aliran Fluida Dalam TabungSumber : Zakapedia ( 2013 )
Terdapat aliran fluida pada satu saluran dengan perubahan luas penampang
seperti terlihat pada gambar 2.13. Pada fluida tak termampatkan, massa jenis fluida
selalu sama di setiap titik yang dilaluinya. Massa fluida yang mengalir dalam pipa
dengan luas penampang A1 selama selang waktu tertentu:
ρ=mV ...................................................................................................................(2-15)
m=ρV .................................................................................................................(2-16)
m1=ρ V 1...............................................................................................................(2-17)
V 1=A1 L1=A1 v1 ∆ t .............................................................................................(2-18)
m1=ρ A1 v1............................................................................................................(2-19)
Mengingat bahwa dalam aliran tunak, massa fluida yang masuk sama dengan
massa fluida yang keluar, maka:
m1=m2..................................................................................................................(2-20)
ρ A1 v1=ρ A2 v2.....................................................................................................(2-21)
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
A1 v1=A2 v2......................................................................................................... (2-22)
Keterangan:
A1=¿Luas penampang 1
A2=¿Luas penampang 2
v1=¿Kecepatan aliran fluida pada penampang 1
v2=¿Kecepatan aliran fluida pada penampang 2
Av=¿Laju aliran volume V/t atau debit
2.3.3 Segitiga Kecepatan
Fluida mengalir kedalam pompa dikarenakan terhisap oleh impeler yang
berputar. Diasumsikan bahwa aliran fluida yang terjadi adalah aliran dua dimensi, dan
bahwa fluida mengikuti sudu-sudu impeler dengan tepat, maka kecepatan masuk dan
keluar untuk suatu impeler yang mempunyai sudu-sudu mengarah ke belakang
ditunjukkan pada gambar 2.14. u adalah kecepatan keliling suatu titik pada impeler, w
adalah kecepatan partikel fluida relatif terhadap impeler, dan c adalah kecepatan
absolut fluida (kecepatan relatif suatu titik pada impeler relatif terhadap frame yang
diam / tanah). c merupakan hasil penjumlahan secara vektor dari u dan w. Diagram
segitiga kecepatan masuk dan keluar impeler dapat dilihat pada gambar 2.14.
Gambar 2.17 Diagram segitiga kecepatan masuk dan keluarSumber: Church (1986:77)
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Sudut antara c dan u disebut α, sudut antara w dan perpanjangan u disebut β.
Sudut β juga merupakan sudut yang dibuat antara garis singgung terhadap sudu impeler
dan suatu garis dalam arah gerakan sudu. Umumnya diagram kecepatan fluida pada
impeler seperti pada gambar diatas disederhanakan menjadi bentuk segitiga kecepatan
seperti pada Gambar 2.15. Kecepatan relatif w dan kecepatan absolut c dapat diuraikan
menjadi komponen kecepatan tangensial diberi subscript u (searah u) dan komponen
kecepatan meridional dengan subscript m yang dapat dilihat pada gambar 2.15.
Gambar 2.18 Diagram segitiga kecepatan masuk dan keluarSumber: Church (1986:77)
2.3.4 Karakteristik Instalasi Pompa Seri dan Pompa Paralel
a. Pompa Seri
Instalasi pompa yang disusun seri bertujuan untuk memperoleh fluida
dengan nilai head tekanan yang sangat tinggi dengan kapasitas fluida yang rendah.
Grafik pada gambar 2.16 menunjukkan bahwa head total yang tinggi pada pompa
yang tersusun seri diperoleh dengan menjumlahkan head pompa 1 dengan head
pompa 2:
Htotal = H1 + H2..............................................................................................(2-23)
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Gambar 2.19 Operasi seri dari pompa dengan karakteristik berbedaSumber: Sularso (2000:95)
b. Pompa Paralel
Instalasi pompa yang disusun paralel bertujuan untuk memperoleh fluida
dengan kapasitas yang tinggi namun head tekanan yang diperoleh rendah. Pada
gambar 2.17 didapatkan kapasitas (Q) aliran yang tinggi diperoleh dengan cara
menjumlahkan kapasitas aliran pompa 1 (Q1) dengan kapasitas aliran pompa 2 (Q2).
Qtotal = Q 1 + Q2..............................................................................................(2-24)
Gambar 2.20 Operasi paralel dari pompa dengan karakteristik berbedaSumber: Sularso (2000:94)2.4 Rumus Perhitungan
2.4.1 Pompa Tunggal
1. Head (H)
H=Pd−Ps
γ (m) ...................................................................................(2-25)
Keterangan:
Pd : Tekanan buang (N/m2)
Ps : Tekanan buang (N/m2)
: berat jenis air = water . g (N)
2. Kapasitas (Q)
.................................................................................(2-26)
Keterangan:
Q=0 ,1891000 √h (m3 /s )
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
h = beda ketinggian fluida pada manometer (mmHg)
3. Putaran (n)
Satuan : rpm
4. Torsi (T)
....................................................................................................(2-27)
Keterangan:
F = Gaya / beban (N)
L = Panjang lengan momen = 0,179 m
5. Daya (W)
Daya Poros (W1) :
.................................................................................(2-28)
Keterangan:
k = konstanta brake = 53,35
n = putaran (rpm)
Daya Air (W2) :
W 2= ( Pd−P s ) .Q (Watt ) ........................................................................(2-29)
6. Efisiensi (η )
..........................................................................................(2-30)
2.4.2 Pompa Seri
1. Head
Berdasarkan persamaan (2-25):
H 1=Pd1−P s1
γ
H 2=Pd 2−P s 2
γ
2. Kapasitas (Q)
T=F⋅L
W 1=F⋅nk
(Watt )
η=W 2
W 1×100 %
HTotal=H1+ H2 (m)
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Berdasarkan persamaan (2-26):
Q=0 , 1891000 √h (m3 /s )
3. Torsi (T)
Berdasarkan persamaan (2-27):
T 1=F1⋅L ( N . m)
T 2=F2⋅L (N .m)
4. Daya (W)
Daya Poros (W1) :
Berdasarkan persamaan (2-28):
W 1,1=F1⋅n1
k(Watt )
W 1,2=F2⋅n2
k(Watt )
W 1 , Total=W 1,1+W 1,2 (Watt )
Daya Air (W2) :
Berdasarkan persamaan (2-29):
W 2,1=( Pd 1−Ps1 )⋅Q (Watt )W 2,2=( Pd 2−Ps2 )⋅Q (Watt )W 2 , Total=W 2,1+W 2,2 (Watt )
5. Efisiensi (η ) :
Berdasarkan persamaan (2-30):
η=W 2 , Total
W 1, Total×100 %
2.4.3 Pompa Paralel
1. Head
Berdasarkan persamaan (2-25):
H1=Pd1
−Ps1
γ(m)
T Total=T 1+T 2
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
H2=Pd2
−P s2
γ(m)
2. Kapasitas (Q)
Berdasarkan persamaan (2-26):
Q=0 , 1891000 √h (m3 /s )
3. Torsi (T)
Berdasarkan persamaan (2-27):
T 1=F1⋅L ( N . m)
T 2=F2⋅L (N . m)
T Total=T 1+T 2
4. Daya (W)
Daya Poros (W1) :
Berdasarkan persamaan (2-28):
W 1,1=F1⋅n1
k(Watt )
W 1,2=F2⋅n2
k(Watt )
W 1 , Total=W 1,1+W 1,2 (Watt )
Daya Air (W2) :
Berdasarkan persamaan (2-29):
o Jika n sama
W2,1 = (Pd1 – Ps1).
Q2 (Watt)
W2,2 = (Pd2 – Ps2).
Q2 (Watt)
W2,total = W2,1 + W2,1 (Watt)
o Jika n berbeda
W2,1 = (Pd1 – Ps1). Q1 (Watt)
HTotal=H1+H2
2(m)
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
W2,2 = (Pd2 – Ps2). Q2 (Watt)
W2,total = W2,1 + W2,1 (Watt)
5. Efisiensi (η )
Berdasarkan persamaan (2-30):
η=W 2, Total
W 1, Total×100 %
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
BAB IIIMETODOLOGI PENGUJIAN
3.1 Variabel yang Diamati
3.1.1 Variabel Bebas
Variabel bebas adalah variabel yang dapat ditentukan sendiri dan tidak
dipengaruhi variabel lain. Dalam percobaan pompa sentrifugal ini, variabel bebas yang
diamati adalah besarnya kecepatan putaran poros dan putaran katup.
3.1.2 Variabel Terikat
Variabel terikat adalah variabel yang nilainya dipengaruhi variabel bebas.
Variabel terikat dalam percobaan pompa sentrifugal ini antara lain:
a. Besarnya head pompa yang ditentukan dari perbedaan tekanan isap dan tekanan
buang.
b. Besarnya daya air dan daya poros dari pompa.
c. Besarnya kapasitas pompa yang ditentukan oleh beda ketinggian fluida pada
manometer.
d. Besarnya torsi dari pompa.
3.1.3 Variabel Terkontrol
Variabel kontrol adalah variabel yang dikendalikan atau dibuat konstan
sehingga variabel bebas dan variabel terikat tidak dipengaruhi oleh faktor luar yang
diteliti. Variabel kontrol dalam percobaan pompa sentrifugal ini adalah besarnya
kecepatan putaran motor yang dijaga konstan.
3.2 Spesifikasi Peralatan yang Digunakan
Dalam pengujian pompa sentrifugal ini, digunakan perangkat pompa sentrifugal
dengan spesifikasi sebagai berikut :
Equipment : Two Stage Centrifugal Pump
Serial No. : TE 83/5806
Date : 8 March 1982
Suplied to : Karl Klub KG (for Indonesia)
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Electrical Supply : 220 Volt, 1 Phase, 50 Hz
Tabel 3.1Spesifikasi Pompa Sentrifugal
1st Stage 2nd Stage
Driving motor type Neco Shunt Neco Shunt
Serial no. C 166415.C C 166415.B
Speed Variable 0 to 3000
rev/min
Variable 0 to 3000
rev/min
Power 0,75 KW (1 HP) 0,75 KW (1 HP)
Electrical control
type
Neco electrical 2AF
ISO
Neco electrical 2AF
ISO
Pump type Stuart no 25/2 Stuart no 25/2
Max head 13 m 13 m
Max flow 130 L/minute 130 L/minute
Power Constant : Watts=Newton ×rev /min
53 ,35
Tachometer : Compand Type M 48, No. 62637
Venturi
Calibration : v=0,2√h Diameters D = 37,5 mm dan d = 22,2 mm
Note : Electrical Warning Labels Fitted
Literature : Winning Diagram 41109
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
3.3 Instalasi Alat Percobaan dan Bagian-bagian
Gambar 3.1 Skema Instalasi Pompa SentrifugalSumber: Modul Praktikum Mesin-Mesin Fluida FT-UB (2017)
Instalasi percobaan ini terdiri dari 2 pompa sentrifugal, yaitu pompa I (P1) dan
pompa II (P2) yang masing-masing digerakkan oleh sebuah motor listrik (M) yang
dihubungkan dengan neraca pegas. Sebuah panel pengaturan dan alat ukur (manometer
raksa dan manometer bourdon). Jaringan pipa dilengkapi dengan dua katup isap yaitu
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
katup pompa I (A) dan katup pompa II (B). Instalasi percobaan juga dilengkapi dengan
sebuah katup pengatur aliran tunggal, seri dan paralel (C), sebuah katup pengatur
keluaran (D) dan sebuah venturi (V).
3.4 Langkah Percobaan
1. Periksa kedudukan alat ukur agar tidak menyimpang.
2. Pastikan tangki terisi air.
3. Pastikan dinamometer dalam keadan setimbang.
4. Katup A dibuka, katup B ditutup (pengujian pompa tunggal).
5. Pompa I dihidupkan .
6. Besar putaran dilihat pada tachometer digital, jaga putaran tetap konstan.
7. Dalam keadan katup buang tertutup, catat data pada alat ukur.
8. Ulangi langkah 7 dengan memutar katup buang 180o, tiap pengambilan data.
Lakukan hingga terbuka penuh.
9. Untuk mengakhiri pengujian, putar perlahan pengatur kecepatan agar kecepatan
melambat. Katup buang ditutup kembali, matikan mesin.
10. Pada pengujian pompa seri, katup C diputar 180o sehingga keluaran dari pompa I
masuk ke sisi isap pompa II. Pompa I dan pompa II dihidupkan. Lakukan langkah 7
- 9 untuk proses pengambilan data.
11. Pada pengujian pompa paralel, katup C diubah kedudukannya 180o (seperti
kedudukan awal). Katup B dibuka, pompa I dan pompa II dinyalakan, Langkah 7 -
9 diulangi lagi untuk proses pengambilan data pengujian pompa paralel.
12. Percobaan selesai.
SEMESTER GENAP2017/2018MODUL DAN LAPORAN PRAKTIKUM POMPA
SENTRIFUGAL
LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Percobaan
(Terlampir)
4.2 Pengolahan Data
4.2.1 Contoh Perhitungan
4.2.2 Grafik dan Pembahasan
4.2.2.1 Hubungan Kapasitas dan Head (Pompa Tunggal)
4.2.2.2 Hubungan Kapasitas dan Head (Pompa Seri)
4.2.2.3 Hubungan Kapasitas dan Head (Pompa Paralel)
4.2.2.4 Hubungan Kapasitas dan Daya Poros (Pompa Tunggal, Seri dan Paralel)
4.2.2.5 Hubungan Kapasitas dan Daya Air (Pompa Tunggal, Seri dan Paralel)
4.2.2.6 Hubungan Kapasitas dan Efisiensi (Pompa Tunggal, Seri dan Paralel)
Top Related