PRESTASI MESIN

Modul Praktikum

PRESTASI MESIN

Modul Praktikum

PRESTASI MESIN

4

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 POMPA

2.1.1Penjelasan Tentang Pompa

Pompa merupakan suatu alat yang digunakan untuk memberikan energi kinetik atau energi potensial pada fluida non compressible (cairan) shingga fluida tersebut dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat yang lain. Setiap pompa memiliki karakteristik sendiri tergantung pada desain dari pompa tersebut. Berdasarkan prinsip kerjanya pompa terbagi atas dua jenis :

1. Positive Displacement Pump

Pada pompa Positive displacement, aliran fluida didasarkan atas mekanisme penghisapan dan kempa/desak. Contoh pompa ini adalah pompa ulir, pompa roda gigi, pompa torak dan lain-lain. Pompa jenis ini dapat digunakan untuk mengalirkan fluida dengan viskositas yang relatif besar. Salah satu jenis pompa ini yang banyak digunakan adalah pompa roda gigi. Karakteristik dari pompa roda gigi sangat dipengaruhi oleh putaran dari motor yang digunakan.

Dimana := Debit aliran (L/min)

= Putaran pompa (rpm)

= Volume yang dipindahkan (cm3/rpm)

2.Dynamic Pump

Pada pompa dinamik, energi ditambahkan pada fluida dengan cara melewatkan fluida pada sudu yang berputar cepat. Contoh pompa ini adalah pompa radial/sentrifugal, pompa aksial.

Pada pompa sentrifugal energi yang ditambahkan pada fluida tergantung pada sudu dari impeller. Kecepatan yang keluar tersebut merupakan kecepatan absolut dengan komponen kecepatan putar (tangensial) dan kecepatan yang mengikuti impeller (relatif).

Kecepatan fluida ini kemudian berkurang dan menjadi tinggi kenaikan (H) disudu pengarah atau pada rumah spiral pompa.

(Gambar 2.1Skema Pompa Dinamik)

Daya pada fluida yang melalui impeller dirumuskan dengan euler Turbo machine Equations :

1)

2)

Dimana Pw adalah daya fluida g Q (H) yaitu Water Horse Power/WHP, sedangkan daya yang diberikan pada pompa diberikan persamaan (I) BHP = n.T, pada kenyataannya WHP akan selalu lebih kecil dibandingkan dengan BHP. Sehingga efisiensi pompa merupakan perbandingan WHP dan BHP.

Persamaan tersebut menunjukan torsi, daya dan head merupakan fungsi dari kecepatan linier dari tepian rotor u1dan u2 dan kecepatan tangensial absolut dari fluida Vt1 dan Vt2.

Sehingga :

Disubstitusikan pada persamaan (2).

3)

Untuk pompa sentrifugal power yang diberikan dapat dihubungkan terhadap kecepatan radial Vn = Vt tan , maka untuk tinggi tekan teoritis debit dapat diperoleh dengan :

B adalah kedalaman sudu/Blade pada inlet dan oulet.

2.1.2Pompa DAP dan Gambar Rangkaian

Pompa DAP memiliki head dan Q yang lebih kecil dari pompa Wolley dan daya yang lebih besar dari pompa Wolley, adapun spesifikasi dari pompa tersebut adalah sebagai berikut :

1. Spesifikasi pompa DAP (pompa 1)

Head=33m

Q=42L/min

N=2850rpm

P=125Watt

2.Gambar rangkaian pompa DAP

(Keterangan := Kran Terbuka= Kran TertutupK= KranP= PompaG= Pressure Gauge) (K2K1K3K4FLOWMETERK5P2P1H2O)

(Gambar 2.2Rangkaian Pompa DAP)

2.1.3Pompa WOLLEY dan Gambar Rangkaian

Pada pompa Wolley head dan Q lebih besar dari pada pompa DAP dan dayanya lebih kecil dari pada pompa DAP, sehingga listrik yang digunakan lebih irit. Adapun spesifikasi dari pompa Wolley adalah sebagai berikut :

1. Spesifikasi pompa WOLLEY (pompa 2)

Head=47m

Q=45L/min

N=2900rpm

P=100Watt

2.Gambar rangkaian pompa WOLLEY

(Keterangan := Kran Terbuka= Kran TertutupK= KranP= PompaG= Pressure Gauge) (K2K1K3K4FLOWMETERK5P2P1H2O)

(Gambar 2.3Rangkaian Pompa WOLLEY)

2.1.4Pompa Sentrifugal Yang Dipasang Seri dan Paralel Dengan Karakteristik Berbeda

Dalam modul ini kita akan melakukan percobaan pemasangan dua buah pompa sentrifugal dengan karakteristik berbeda yang akan dipasang secara seri dan pararel. Dalam percobaan ini akan sangat membantu bila dalam satu sistem membutuhkan nilai Head dan kapasitas yang tidak dapat dicapai oleh satu pompa saja, adapun karakteristik pompa tersebut adalah sebagai berikut :

Pompa 1 (DAP pump)

Head=33m

Q=42L/min

N=2850rpm

P=125Watt

Pompa 2 (WOLLEY pump)

Head=47m

Q=45L/min

N=2900rpm

P=100Watt

Telah kita ketahui bersama bahwa :

Head Total Pompa (H)

Dimana := Tekanan statik (pascal)

= Head kecepatan keluar (m)

= Head statis total (m)

= Percepatan gravitasi (m/s2)

(+) dipakai jika muka air disisi keluar lebih tinggi dari pada sisi isap.

(-) dipakai jika muka air disisi keluar lebih rendah dari pada sisi isap.

V2 diperoleh dari harga head kerugian gesek

Karena kerugian gesek pada percobaan ini kecil, maka persamaan head total menjadi :

Water Horse Power (WHP)

Dimana :WHP= Water Horse Power (watt)

= Massa jenis (kg/m3)

= Percepatan gravitasi (m/s2)

= Debit aliran (m3/s)

= Head total (m)

Blade Horse Power (BHP)

Dimana :BHP= Blade Horse Power (watt)

= Tegangan (volt)

= Kuat arus (ampere)

Efisiensi Pompa ()

( )

1. Pompa Yang Dipasang Secara Seri dan Gambar Rangkaiannya

Pada hubungan seri, setelah zat cair melalui sebuah pompa, zat cair itu dibawa kembali ke pompa berikutnya. Dari P2 diteruskan ke P1 dengan menutup kran 4 dan kran 2. dalam pemasangan secara seri head yang dihasilkan akan lebih besar, head pompa 1 ditambah head pompa 2, namun dengan debit aliran fluida yang kecil (pompa2).

(K2K1K3K4FLOWMETERK5P2P1H2O)Gambar Rangkaian :

(Keterangan := Kran Terbuka= Kran TertutupK= KranP= PompaG= Pressure Gauge)

(Gambar 2.4Rangkaian Pompa Secara Seri)

2. Pompa Yang Dipasang Secara Paralel Dan Gambar Rangkaiannya

Pada hubungan pararel pada pompa, beberapa buah pompa dihubungkan pada saluran kempa yang sama. Untuk menjaga agar jangan sampai sebuah pompa mengempa kembali zat cair kedalam saluran isap pompa yang lain, umpamanya bila pompa yang terakhir ini tidak bekerja, maka dipasang sebuah katup/kran. Dengan menutup kran 3 maka rangkaian ini akan terhubung secara pararel dan akan dihasilkan debit aliran yang sangat besar namun head tidak bertambah.

Gambar Rangkaian :

(Gambar 2.5Rangkaian Pompa Secara ParalelK2K1K3K4FLOWMETERK5P2P1H2OKeterangan := Kran Terbuka= Kran TertutupK= KranP= PompaG= Pressure Gauge)

3. Lembar Data Pengamatan

(Tabel 2.1Lembar Data Pengamatan Pompa)

2.1.5Karakteristik Pompa Sentrifugal (EBARA Pump)

Head yang dihasilkan pada persamaan (3) merupakan head teoritis, dimana sudu pada impeller dianggap jumlahnya tak berhingga dan tebal sudu adalah nol.

Pada keadaan sesungguhnya terjadi berbagai kerugian-kerugian antara lain adanya kerugian hidrolis akibat gesekan, arus steddy dari aliran fluida pada casing dan volume juga adanya shock pada saat fluida meninggalkan pompa.

Spesifikasi alat uji :

Pompa

Pompa sentrifugal= Ebara Pump

Spec= FS 4J 52,2

Pipa input= 2,5

Pipa discharge= 2

Head pada 300 l/m= 14 m

Motor listrik

Pembuat = Tabung 3 Phase 220 380 V

Daya = 2,2 kW

Putaran = 600 1200 rpm

3

Bukaan KatupHead StatisTekananWaktu

Bukaan KatupHead StatisTekananWaktu

Bukaan KatupHead StatisTekananWaktu

Bukaan KatupHead StatisTekananWaktu

POMPA 1 (DAP)

POMPA 1 (WOLLEY)

POMPA 1 + 2 Pemasangan Seri

POMPA 1 + 2 Pemasangan Paralel