pompa individu (1).docx

LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDATEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA

LAPORAN PRAKTIKUM POMPA SENTRIFUGALSEMESTER GENAP2014/2015

BAB IIPENGUJIAN POMPA SENTRIFUGAL

2.1 Pendahuluan

2.1.1 Tinjauan Umum

Pompa mempunyai peranan penting dan dapat dijumpai hampir di setiap

industri, baik industri kecil maupun industri besar. Pompa merupakan mesin

konversi energi yang mengubah bentuk energi mekanik poros menjadi energi

spesifik (head) fluida yang memiliki wujud air.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(ketinggian).

Spesifikasi pompa dinyatakan dengan jumlah fluida yang dapat dialirkan

persatuan waktu dan head (tinggi energi angkat). Pada umumnya pompa dapat

digunakan untuk bermacam-macam keperluan, untuk menaikkan fluida ke sebuah

reservoir, untuk pengairan, irigasi, dan sebagainya.

Dalam pelaksanaan operasinya pompa 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.

2.1.2 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari pengujian pompa sentrifugal ini adalah untuk

mendapatkan kurva karakteristik dari :

a. Kapasitas terhadap head dan efisiensi

b. Kapasitas terhadap daya

c. Kapasitas terhadap torsi



2.2 Tinjauan Pustaka

2.2.1 Dasar Teori Pompa

2.2.1.1 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. Headtekanan

dituliskan dengan rumus sebagai berikut:

Pγ=

Pd

γ−

P s

γ(18)

Keterangan :

Pγ

: Head tekanan (m)

Pd

γ: Head tekanan fluida pada sisi tekan (m)



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(19)

Keterangan :

hk : Head kecepatan (m)V d

2

2 g: Headkecepatan zat cair pada sisi tekan (m)

V s2

2 g: Head kecepatanzat cair pada sisi isap (m)

c. Headpotensial / elevasi adalah perbedaan ketinggian antara fluida pada sisi

tekan dengan ketinggian fluida pada sisi isap. Headelevasi dapat dinyatakan

dengan rumus sebagai berikut:

Z=Zd−Zs (20)

Keterangan :

Z : Head statis total (m)Zd: Head statis pada sisi tekan (m)Z s: Head statis pada sisi isap(m)

2.2.1.2 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)

Merupakan volume fluida yang dapat dialirkan persatuan waktu.Dalam

pengujian ini pengukuran dari kapasitas dilakukan dengan menggunakan

venturimeter. Satuan dari kapasitas (Q) adalah m3/s, liter/s, atau ft3/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.

2.2.1.3 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 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 dingin (kurang

dari 150 ºF).

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 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.

2.2.1.4 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. 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 cairan 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.



Gambar 2.1 NPSH bila tekanan atmosfer bekerja pada permukan airyang 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 (21)

Keterangan:

hsv = NPSH yang tersedia (m)Pa = Tekanan atmosfer (N/m2)Pv = Tekanan uap jenuh (N/m2)γ =Berat jenis cairan (N/m3)hs = Head isap statis (m)hl =Headlosses (m)

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 tekanan absolut yang masih tersisa pada sisi isap pompa setelah

dikurangi tekanan uap. 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 (22)

Harga hs adalah negatif (-) karena permukaan zat cair dalam tangki

lebih tinggi daripada sisi isap pompa. Pemasangan pompa semacam ini

diperlukan untuk mendapatkan harga hsvatau NPSH yang positif (+).

b. NPSH yang Diperlukan

Tekanan terendah di dalam pompa besarnya terdapat di suatu titik

dekat 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.

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.

2.2.1.5 Klasifikasi Pompa

Menurut prinsip kerjanya, pompa diklasifikasikan menjadi dua macam,

yaitu:

A. Positive DisplacementPump

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 menghasilkan head yang tinggi dengan

kapasitas rendah. Pompa ini dibagi lagi menjadi:

1. ReciprocatingPump (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 2.3 Skema pompa torak.Sumber: Karrasik (2008)

2. RotaryPump

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 inibanyak 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 2.4 Pompa roda gigi.Sumber: Edward (1996:26)

b. Pompa Piston

Prinsip kerja dari pompa ini adalah berputarnya selubung putar

menyebabkan piston bergerak sesuai dengan posisi ujung piston di atas

piring dakian. Fluida terhisap ke dalam silinder dan ditekan ke saluran

buang akibat gerakan naik turun piston. Fungsi dari pompa ini adalah

untuk pemenuhan kebutuhan head tingi dan kapasitas rendah.Skema

pompa piston ditunjukkan pada gambar 2.5.

Gambar 2.5 Skema pompa piston.Sumber: Sutikno (1998:30)



B. DynamicPump

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 potensial. 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 2.6.

Gambar 2.6 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 adalah stuffling box, packing, shaft, shaft sleeve,

vane, casing, eye of impeller, impeller, casing wear ring dan discharge

nozzle.

Gambar 2.7 Penampang memanjang pompa sentrifugalSumber: Dietzel (1980:244)2.2.2 Pompa Sentrifugal dan Prinsip Kerjanya

2.2.2.1 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.



Gambar 2.8 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 membocor 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 2.9.

Jenis-jenis impeler yaitu:

•Impeler Tertutup

Disebut sebagai impeler tertutup karena baling-baling di dalamnya

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

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 2.9 Jenis impellerSumber: Anonymous 8 2015

b. Rumah Pompa

Desain rumah pompa ditunjukkan oleh gambar 2.10.Rumah pompa

memiliki beberapa fungsi, antara lain:

1. Berfungsi sebagai pengarah fluida yang dilemparkan impeler. Akibat gaya

sentrifugal yang menuju pompa tekan, sebagian energi kinetik fluida

diubah menjadi tekanan.

2. Menutupimpeler pada penghisapan dan pengiriman pada ujung dan

sehingga berbentuk tangki tekanan.

3. Memberikan media pendukung dan bantalan poros untuk batang torak dan

impeler.



Gambar 2.10 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 2.11.



(a) (c)

(b) (d)

Gambar 2.11 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 2.12.

Gambar 2.12 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)

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 2.13.

Gambar 2.13 Perapat MekanisSumber: Edward (1996:24)

2.2.2.2 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 yang mengalir 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.

2.2.3 Teori dan Persamaan yang Mendukung Percobaan

2.2.3.1 Persamaan Bernoulli

Syarat – syarat berlakunya persamaan Bernoulli adalah:

Aliran steady

Aliran incompressible

Aliran tanpa gesekan

Aliran menurut garis arus (sepanjang streamline)

Suatu aliran fluida incompresible yang memiliki tekanan (P), kecepatan

(v), dan beda ketinggian (z) mempunyai energi aliran fluida sebesar :

Persamaan energi :

w=m . g . z+P. ∀+ m v2

2=c (23)

w=m . g . z+P.mρ

+ m v2

2=c (24)

Persamaan energi spesifik tiap satuan massa:

w=g . z+ Pρ+ v2

2=c ( Nm

kg)(25)

Persamaan energi spesifik tiap satuan berat(head):

w=z+ Pρg

+ v2

2 g=c (m) (26)

Persamaan Bernoulli umumnya ditulis dalam bentuk :

z1+P1

ρ⋅g+

v12

2 g=z2+

P2

ρ⋅g+

v22

2 g (27)

dengan :z adalah head elevasi

Pρ⋅g adalah headtekanan

v2

2 g adalah headkecepatan



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).

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”.

2.2.3.2 Persamaan Kontinuitas

Disebut juga hukum kekekalan massa, bahwa laju perubahan massa fluida yang

terdapat dalam ruang yang ditinjau pada selang waktu dt harus sama dengan

perbedaan antara jumlah massa yang masuk dan laju massa yang keluar ke dan

dari elemen fluida yang ditinjau.

Padafluidataktermampatkan, massajenisfluidaselalusama di setiaptitik

yang dilaluinya. Massa fluida yang mengalirdalampipadenganluaspenampang

A1 (diameter pipabesar) selamaselangwaktutertentu:

ρ=mV

(28)

m=ρV (29)

m1=ρ V 1 (30)

V 1=A1 L1=A1 v1 t (31)

m1=ρ A1 v1 (32)

Mengingatbahwadalamalirantunak, massafluida yang

masuksamadenganmassafluida yang keluar, maka:

m1=m1 (33)

ρ A1 v1=ρ A2 v2 (34)

A1 v1=A2 v2 (35)

Keterangan:

A1=¿Luaspenampang 1A2=¿Luaspenampang2



v1=¿Kecepatanaliranfluidapada penampang 1 v2=¿Kecepatanaliranfluidapadapenampang 2Av=¿Lajualiran volume V/t atau debit

2.2.3.3 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 2.14 Diagram segitiga kecepatan masuk dan keluarSumber: Church (1986:77)

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 dibawah.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 2.15 Diagram segitiga kecepatan masuk dan keluarSumber: Church (1986:77)

2.2.3.4 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 (36)

Gambar 2.16 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= Q1+Q2 (37)



Gambar 2.17 Operasi paralel dari pompa dengan karakteristik berbedaSumber: Sularso (2000:94)

2.2.4 Rumus Perhitungan

2.2.4.1 Pompa Tunggal

1. Head (H)

H=Pd−Ps

γ (m) (38)

Keterangan:

Pd : Tekanan buang (N/m2)Ps : Tekanan buang (N/m2) : berat jenis air = water . g (N)

2. Kapasitas (Q)

(39)

Keterangan:

h = beda ketinggian fluida pada manometer (mmHg)

3. Putaran (n)

Satuan : rpmDiukur dengan tachometer digital

4. Torsi (T)

(40)

Keterangan:

F = Gaya / beban (N)L = Panjang lengan mmen = 0,179 m

5. Daya (W)

Q=0 , 1891000

√h (m3 /s )

T=F⋅L



Daya Poros (W1) :

(41)

Keterangan:

k = konstanta brake = 53,35n = putaran (rpm)

Daya Air (W2) :

W 2=( Pd−Pd ) . Q (Watt ) (42)

6. Efisiensi (η )

(43)

2.2.4.2 Pompa Seri

1. Head

H 1=Pd1−P s 1

γ

H 2=Pd2−P s 2

γ

(44)

2. Kapasitas (Q)

Q=0 , 1891000

√h (m3 /s )

Keterangan:

h = beda ketinggian fluida pada manometer (mm).

3. Torsi (T)

T 1=F1⋅L ( N . m)

T 2=F2⋅L ( N . m)

(45)

Keterangan:

W 1=F⋅nk

(Watt )

η=W 2

W 1

×100 %

HTotal=H1+H2 (m)

T Total=T 1+T 2



F = Gaya / beban (N)

L = Panjang lengan momen = 0,179 m

4. Daya (W)

Daya Poros (W1) :

W 1,1=F1⋅n1

k(Watt )

W 1,2=F2⋅n2

k(Watt )

W 1 , Total=W 1,1+W 1,2 (Watt )

Keterangan:


Daya Air (W2) :

W 2,1=(Pd1−Ps1 )⋅Q (Watt )W 2,2=(Pd 2−Ps2 )⋅Q (Watt )W 1 , Total=W 1,1+W 1,2 (Watt )

5. Efisiensi (η

) :

η=W 2 , Total

W 1, Total

×100 %

2.2.4.3 Pompa Paralel

1. Head

H1=Pd1−Ps1

γ(m)

H2=Pd2−Ps2

γ( m)

(46) HTotal=H1+H2

2(m )



2. Kapasitas (Q)

Q=0 , 1891000

√h (m3 /s )

Keterangan:

h = beda ketinggian fluida pada manometer (mm).

3. Torsi (T)

T 1=F1⋅L ( N . m)

T 2=F2⋅L ( N . m)

T Total=T 1+T 2

Keterangan:

F = Gaya / beban (N)

L = Panjang lengan momen = 0,179 m

4. Daya (W)

Daya Poros (W1) :

W 1,1=F1⋅n1

k(Watt )

W 1,2=F2⋅n2

k(Watt )

W 1 , Total=W 1,1+W 1,2 (Watt )

Keterangan:


Daya Air (W2) :

W 2,1=(Pd1−Ps1 )⋅Q2

(Watt )

W 2,2=(Pd 2−Ps2 )⋅Q2

(Watt )

W 2 , Total=W 2,1+W 2,2 (Watt )

5. Efisiensi (η )

η=W 2, Total

W 1, Total

×100 %



2.3 Pelaksanaan Percobaan

2.3.1 Variabel yang Diamati

2.3.1.1 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.

2.3.1.2 Variabel Terikat

Variabel terikat adalah variabel yang nilainyadipengaruhi variabel

bebas.Variabelterikat dalam percobaan pompa sentrifugal ini antara lain:

a. Besarnya head pompa yang dipengaruhi oleh beda 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.

2.3.1.3 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.

2.3.2 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 Maret 1982

Suplied to : Karl Klub KG (for Indonesia)

Electrical Supply : 220 Volt, 1 Phase, 50 Hz



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

2.3.3 Instalasi Alat Percobaan dan Bagian-bagian

A



Gambar 2.18 Skema instalasi pompaSumber: Buku Petunjuk Praktikum Mesin Fluida

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 katup pompa I (A) dan katup pompa II (B). Sebuah

katup pengatur aliran tunggal, seri dan paralel (C), sebuah katup pengatur

keluaran (D), sebuah venturi (V)

B

C

D

12



2.3.4 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 diubah kedudukannya 180o dan pompa

II dihidupkan. Langkah 7 dan 8 diulangi lagi.

11. Pada pengujian pompa paralel, katup C diubah kedudukannya 180o (seperti

kedudukan awal). Katup B dibuka dan pompa I dinyalakan. Langkah 7 dan 8

diulangi lagi .

12. Percobaan selesai.

2.4 Pengolahan Data

2.4.1 Data Hasil Percobaan

(Terlampir)

2.4.2 Pengolahan Data

2.4.2.1 Contoh Perhitungan

A. Pompa Tunggal

1. Kapasitas (Q)



Q=0 , 1891000

√h=0 , 1891000

√0=0 (m3 /s )

2. Head

H= Pd−Psγ =

650001000 .9,81 = 6,62(m)

3. Torsi (T)

T=F⋅L= 1,4 . 0,179 = 0,2506 (Nm)

4. Daya Poros (W1)

W 1=F⋅nk=

1,4 . 220053,35 = 57,731 (Watt)

5. Daya Air (W2)

W 2=(Pd−Ps )⋅Q = (65000) . 0 = 0 (watt)

6. Efisiensi (η )

η=W 2

W 1

×100 %=

057,731

. 100 % = 0 %

B. Pompa Seri

1. Kapasitas (Q)

Q=0 ,1891000

√h=0 ,1891000

√0=0(m3 /s )

2. Head



H1=Pd1−Ps1

γ = 65000

1000 .9,81 = 6,62 (m)

H2=Pd2−Ps2

γ = 168500

1000 .9,81 = 17,176(m)

Htotal = H1 + H2 = 6,62 + 17,716 = 23,804(m)

3. Torsi (T)

T 1=F1⋅L = 2 . 0,179 = 0,358 (Nm)

T 2=F2⋅L= 1,4 . 0,179 = 0,2506 (Nm)

T Total=T 1+T 2= 0,358 + 0,2506 = 0,6086 (Nm)

4. Daya Poros (W1)

W 1,1=F1⋅n1

k = 2 . 220053,35 = 82,47 (Watt)

W 1,2=F2⋅n2

k = 1,4 . 210053,35 = 55,107 (Watt)

W 1 , Total=W 1,1+W 1,2 =82,47 + 55,107 = 137,582(Watt)

5.Daya Air (W2)

W 2,1=(Pd1−Ps1 )⋅Q = 65000. 0 =0 (Watt)

W 2,2=(Pd 2−Ps2 )⋅Q = 168500.0 = 0 (Watt)

W 2 , Total=W 2,1+W 2,2 = 0+0 = 0 (Watt)

6.Efisiensi (η )



η=W 2 , Total

W 1, Total

×100 % =

0137,582 x 100% = 0%

C. Pompa Paralel

1. Kapasitas (Q)

Q=0 , 1891000

√h=0 , 1891000

√0=0(m3 /s )

2. Head

H1=Pd1−Ps1

γ = 65000

1000 .9,81 = 6,625 (m)

H2=Pd2−Ps2

γ = 60000

1000 .9,81 = 6,116 (m)

HTotal = H 1+H 2

2 =

6,625+6,1162

= 9,683 (m)

3. Torsi (T)

T 1=F1⋅L = 1,95. 0,179 = 0,349 (Nm)

T 2=F2⋅L= 1,1 . 0,179 = 0,196 (Nm)

T Total=T 1+T 2=0,349 + 0,196= 0,545(Nm)

4. Daya Poros (W1)

W 1,1=F1⋅n1

k =1,95 . 220053,35 = 80,412 (Watt)

W 1,2=F2⋅n2

k = 1,1210053,35 = 43,29(Watt)

W 1 , Total=W 1,1+W 1,2 = 80,412+ 43,29= 123,711(Watt)



5.Daya Air (W2)

W 2,1=(Pd1−Ps1 )⋅Q = 65000 . 0 =0 (Watt)

W 2,2=(Pd 2−Ps2 )⋅Q = 60000 . 0 = 0 (Watt)

W 2 , Total=W 2,1+W 2,2 = 0+0 = 0(Watt)

6. Efisiensi (η )

η=W 2 , Total

W 1, Total

×100 % =

0123,711 x 100% = 0 %



2.4.2.2 Grafik dan Pembahasan

A. Hubungan Kapasitas dan Head (Pompa Tunggal)



A. Hubungan Kapasitas dan Head (Pompa Tunggal)

Secara teori head merupakan tinggi energi angkat yang juga dapat dinyatakan

sebagai perbandingan antara energi yang dikandung dalam setiap satuan berat fluida

dimana head dapat di ukur dengan cara mengukur beda tekanan antara pipa isap dan

pipa buang pada pompa. Sedangkan kapasitas adalah jumlah fluida yang dapat

dialirkan per satuan waktu.

Dari grafik hubungan antara kapasitas dan head pada pengujian pompa tunggal

dapat dilihat bahwa kurva grafik mengalami penurunan dimana semakin

bertambahnya kapasitas fluida maka headakan mengalami penurunan. Hal ini

disebabkan karena hubungan antara head dan kapasitas berbanding terbalik, sesuai

dengan rumus berikut:

H=Pd1−Ps1

γ

W2= (Pd-Ps) . Q

Pd−Ps=W 2

Q

H . γ=W 2

Q

Dimana :

Q = Kapasitas (m3/s)

H = Head (m)

γ =ρ air.g

W2 = Daya air (watt)

Pada bertambahnya nilai kapasitas maka akan mempengaruhi beda tekanan (Pd-

Ps) karena tekanan masuk semakin besar maka mengakibatkan terjadinya penurunan

beda tekanan (Pd-Ps), maka kapasitas dari pompa akan bertambah dan seperti itu

juga sebaliknya.



B. Hubungan Kapasitas dan Head (Pompa Seri)



B. Hubungan Kapasitas dan Head (Pompa Seri)

Secara teoritis head merupakan energi angkat yang juga dapat dinyatakan

sebagai perbandingan antara energi yang dikandung dalam fluida yang dapat

dialirkan pompa dalam per satuan waktu. Dari grafik hubungan antara kapasitas

dengan head pada pompa susunan seri dapat dilihat bahwa polynomial grafik

mengalami penurunan dari awal putaran mesin sampai akhir putaran mesin, dimana

semakin bertambahnya kapasitas, maka head akan mengalami penurunan. Hal ini

disebabkan karena hubungan antara head dan kapasitas pompa adalah berbanding

terbalik. Head dapat dirumuskan sebagai berikut:

H=Pd1−Ps1

γ

W2= (Pd-Ps) . Q

Pd−Ps=W 2

Q

H . γ=W 2

Q

Dimana:


H = Head (m)

(Pd-Ps)= Beda tekanan pompa

γ =ρ air.g


Pada bertambahnya nilai kapasitas maka akan mempengaruhi beda tekanan (Pd-

Ps) karena tekanan masuk semakin besar maka mengakibatkan terjadinya

penurunan beda tekanan (Pd-Ps).



C. Hubungan Kapasitas dan Head (Pompa Paralel)



C. Hubungan Kapasitas dan Head (Pompa Paralel)

Dari grafik hubungan antara kapasitas terhadap head pada pengujian pompa

paralel dapat dilihat bahwa polynomial grafik mengalami penurunan dari putaran

awal sampai pada putaran akhir, dimana semakin bertambahnya kapasitas maka

headakan mengalami penurunan. Hal ini berarti bahwa hubungan antara head dan

kapasitas pada pompa paralel adalah berbanding terbalik sesuai dengan rumus:

H=Pd1−Ps1

γ

W2= (Pd-Ps) . Q

Pd−Ps=W 2

Q

H . γ=W 2

Q

Dimana :


H = Head (m)

(Pd-Ps)= Beda tekanan pompa

γ =ρ air.g


Pada bertambahnya nilai kapasitas maka akan mempengaruhi beda tekanan

(Pd-Ps) karena tekanan masuk semakin besar maka mengakibatkan terjadinya

penurunan beda tekanan (Pd-Ps), dimana beda tekanan (Pd-Ps) berbanding lurus

dengan head sehingga menyebabkan terjadinya penurunan nilai head..Hal ini

disebabkan karena kapasitas pada pompa paralel merupakan penjumlahan dari

kapasitas pompa I dan kapasitas pada pompa II.



Hal ini sesuai dengan rumus:

Qtotal=Q1+Q2



D. Hubungan Kapasitas dan Daya Poros (Pompa Tunggal, Seri dan Paralel)



D. Hubungan Kapasitas dan Daya Poros (Pompa Tunggal, Seri dan Paralel)

Dari grafik hubungan antara kapasitas (Q) dan daya poros (W1) dapat dilihat

bahwa polinomial grafik mengalami kenaikan dan setiap jenis pompa yaitu pompa

tunggal, pompa seri dan pompa pararel dimana semakin tinggi kapasitas (Q) maka

semakin tinggi pula nilai daya porosnya (W1). Hal ini disebabkan karena nilai

kapasitas (Q) berbanding lurus dengan daya poros (W1) dimana sesuai dengan

rumus berikut :

W 1=Fxnk

watt

W 2=( Pd−P s ) xQwatt

ɳ=W 2

W 1

x 100 %

Dari rumus di atas dilihat bahwa semakin besar nilai kapasitas (Q) maka gaya

yang dibebankan pada pompa juga akan semakin meningkat, sehingga daya poros

(W1) juga akan mengalami peningkatan seiring dengan bertambahnya nilai

kapasitas (Q).

di mana : F = gaya pembebanan (N)n = putaran mesin (RPM)k = konstanta brake = 53,35



E. Hubungan Kapasitas dan Daya Air ( Pompa Tunggal, Seri, dan Paralel)



E. Hubungan Kapasitas dan Daya Air ( Pompa Tunggal, Seri, dan Paralel)

Dari grafik hubungan antara kapasitas (Q) dan daya air (W2) dapat dilihat bahwa

kurva grafik dari masing-masing pompa (pompa tunggal, paralel, seri) mengalami

kenaikan sampai pada titik tertentu lalu kemudian kurva grafik untuk semua pompa

mengalami penurunan (penurunan grafik pada pompa paralel tidak terlalu besar).

Apabila dihubungkan dengan rumus adalah sebagai berikut :

H = Pd−Ps

γ

W 2=( Pd−P s ) xQ

Pd – Ps = W 2

Q

H .γ = W 2

Q

Di mana :


(Pd-Ps)= beda tekanan pompa

Dari rumus di atas dapat kita lihat bahwa antara beda tekanan pompa (Pd - Ps)

dan kapasitas (Q) adalah berbanding terbalik, sehingga peningkatan dari nilai

kapasitas (Q) akan diikuti dengan meningkatnya nilai beda tekanan pompa yang

mana akan meningkatkan nilai daya air (W2) juga. Dalam grafik telihat bahwa kurva

grafik mengalami penurunan padahal nilai kapasitas bertambah.Hal ini disebabkan

karena adanya penurunan perbedaan tekanan pada pompa, baik pada pompa tunggal,

pompa seri maupun pada pompa paralel sehingga menyebabkan terjadinya

penurunan pada daya air pada pompa. Kemudian juga karena kemungkinan adanya

majorlosses (gesekan antara fluida dengan dinding pipa yang memiliki kekasaran)

dan minor losses (disebabkan karena perubahan bentuk dari pipa, misalnya belokan,

valve, dan lain-lain).



F. Hubungan Kapasitas dan Torsi (Pompa Tunggal, Seri dan Paralel)



F. Hubungan Kapasitas dan Torsi (Pompa Tunggal, Seri dan Paralel)

Dari grafik hubungan antara kapasitas (Q) tehadap torsi (Nm) dapat dilihat

bahwa polinomial grafik mengalami peningkatan dari putaran awal sampai dengan

putaran akhir di mana semakin meningkatnya nilai kapasitas (Q), maka torsi (Nm)

akan ikut meningkat. Hal ini disebabkan karena nilai kapasitas Q yang berbanding

lurus dengan nilai torsi (Nm) dimana sesuai dengan rumus :

T=FxL (Nm)

ɳ=W 2

W 1

x 100 %

ɳxFxnk= ( Pd−P s ) xQ

ɳxFxn=( Pd−Ps ) xQxk

ɳx T x n = (Pd – Ps) x Q x k x L

Di mana :

F = gaya pembebanan (Nm)

L = lengan momen = 0,179 m

Sehingga jika kapasitas (Q) mengalami peningkatan maka nilai gaya

pembebanan (F) untuk memindahkan fluida juga akan meningkat, dengan

meningkatnya nilai gaya pembebanan (F) maka akan diikuti pula dengan

meningkatnya nilai torsi (Nm). Hal ini disebabkan karena gaya pembebanan pada

pompa seri lebih besar jika dibandingkan dengan gaya pembebanan pada pompa

tunggal dari pompa parallel.



G. Hubungan Kapasitas dan Efisiensi (Pompa Tunggal, Seri dan Paralel)



G. Hubungan Kapasitas dan Efisiensi (Pompa Tunggal, Seri dan Paralel)

Dari grafik hubungan antara kapasitas (Q) tehadap efisiensi (%) dapat kita lihat

bahwa polinomial grafik mengalami kenaikan pada titik tertentu dimana pompa seri

berada pada titik 53,042 % di kapasitas 0,0005 m3/s, pompa paralel pada 46,627 %

di 0,001086 m3/s dan pompa tunggal pada titk 18,543 % di 0,00057 m3/s lalu

kemudian mengalami penurunan. Hal ini berarti bahwa seiring dengan

bertambahnya kapasitas (Q) maka efisiensi (%) juga akan menigkat pula sampai

pada titik tertentu lalu mengalami penurunan. Hal ini dapat disesuaikan dengan

rumus berikut.

ɳ=W 2

W 1

x 100 %

ɳ=( Pd−P s) xQ

Fxnk

ɳxFxn=( Pd−Ps ) xQxk

ɳx T x n = (Pd – Ps) x Q x k x L

Dimana :

W1 = Dayas poros (Watt)

W2 = Daya air (Watt)

Dari rumus di atas dapat kita lihat bahwa nilai efisiensi adalah perbandingan

antara daya air (W2) dengan daya poros (W1). Alasan mengapa ketika nilai kapasitas

bertambah maka nilai efisiensi juga bertambah karena perbandingan antara daya

poros (W1) dan daya air (W2) adalah kecil dan nilai daya air (W2) hampir mendekati

nilai daya poros (W1). Dalam grafik juga terlihat adanya penurunan, hal ini

disebabkan karena nilai daya poros selalu meningkat seiring bertambahnya kapasitas

(Q), sedangkan tidak pada daya air.Daya air hanya meningkat sampai dengan

kapasitas tertentu sehingga menyebabkan selisih antara daya air dan daya poros



semakin besar sehingga efisiensi menurun. Hal lain yang menyebabkan turunnya

efisiensi adalah karena adanya kerugian gesek pada pompa sentrifugal.

2.5 Penutup

2.5.1 Kesimpulan

1. Pada pompa tunggal,seri,dan parallel apabila semakin bertambahnya kapasitas

fluida maka head akan mengalami penurunan. Hal ini disebabkan karena

hubungan antara head dan kapasitas pompa berbanding terbalik.

2. Semakin besar nilai kapasitas (Q) maka gaya yang dibebankan pada pompa

juga akan semakin meningkat, sehingga daya poros (W1) juga akan

mengalami peningkatan seiring dengan bertambahnya nilai kapasitas (Q).

3. Perbedaan tekanan pompa (Pd - Ps) dan kapasitas (Q) adalah berbanding

terbalik, sehingga peningkatan dari nilai kapasitas (Q) akan diikuti pula

dengan meningkatnya nilai beda tekanan pompa yang mana akan

meningkatkan nilai daya air (W2).

4. Peningkatan kapasitas (Q) menyebabkan nilai gaya pembebanan (F) untuk

memindahkan fluida juga akan meningkat, dengan meningkatnya nilai gaya

pembebanan (F) maka akan diikuti pula dengan meningkatnya nilai torsi (Nm).

5. Ketika nilai kapasitas bertambah maka nilai efisiensi juga bertambah karena

perbandingan antara daya poros (W1) dan daya air (W2) adalah kecil dan nilai

daya air (W2) hampir mendekati nilai daya poros (W1).

2.5.2 Saran

1. Laboratorium

Kebersihan laboratorium harus selalu dijaga

Laboratorium disarankan merawat dan memperbaiki alat-alat.

2. Asisten

Lebih mengawasi lagi praktikan yang sedang praktikum atau

menggunakan alat.



Asisten diharapkan menjelaskan kepada praktikan ketika ada praktikan

yang tidak paham, contohnya tentang rumus.

3. Praktikan

Pada saat praktikum, praktikan harap memperhatikan instruksi atau

penjelasan dari asisten demi kelancaran pada saat praktikum.

Praktikan diharapkan lebih menghargai waktu pada saat melakukan

asistensi demi kelancaran penyelesaian laporan praktikum.

Documents

pompa individu (1).docx