KARAKTERISTIK POMPA by Rina P Siregar on March 20, 2012
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Di dalam teknik kimia pompa sangat diperlukan sebagai pesawat angkut yang bertujuan memindahkan zat cair melalui sistem tertutup. Sehingga pompa itu sendiri harus mampu memberi atau meningkatkan tekanan pada fluida sehingga dapat mengalir atau berpindah. Pompa banyak kita jumpai pada rumah tangga, industri, pertanian (pompa irigasi, pertambangan, penyulingan, otomotif, maupun kapal laut.).
Pompa memiliki dua kegunaan utama yaitu memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lainnya (misalnya air dari aquifer bawah tanah ke tangki penyimpan air) dan mensirkulasikan cairan sekitar sistem (misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan). Komponen utama sistim pemompaan adalah pompa, mesin penggerak (motor listrik, mesin diesel atau sistim udara), pemipaan (digunakan untuk membawa fluida), kran (digunakan untuk mengendalikan aliran dalam sistem), sambungan/fitting, peralatan pengguna akhir, yang memiliki berbagai persyaratan (misalnya tekanan, aliran) yang menentukan komponen dan susunan sistim pemompaan (contohnya adalah alat penukar panas, tangki dan mesin hidrolik). Pompa dan mesin penggerak biasanya merupakan komponen yang paling efisien energinya.
(Pump and Pumping Systems, 2006)
I.2 Rumusan Masalah
Bagaimana cara membuat kurva karakteristik pompa sentrifugal ? Bagaimana hubungan antara TDH, h, BHP, WHP dengan Q ?
I.3 Tujuan Percobaan
Tujuan percobaan karakteristik pompa adalah untuk untuk mempelajari dan membuat kurva karakteristik pompa sentrifugal meliputi hubungan antara parameter-parameter kurva sistem (Total Dynamic Head, Water Horse Power, Brake Horse Power, dan Effisiensi) dengan debit pada aliran sirkuit.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Dasar Teori
Fluida adalah suatu zat yang mengalir, kata fluida mencakup zat cair, air dan gas karena kedua zat ini dapat mengalir, sebaliknya batu dan benda – benda keras atau seluruh zat padat tidak digolongkan kedalam fluida karena tidak bisa mengalir. Terdapat 2 jenis fluida :
Fluida statis :
Fluida yang berada dalam suatu tempat, dan tidak ada gerakan diantara elemen-elemen sekitarnya. Fluida dalam keadaan tidak bergerak/diam.
Fluida dinamis :
Fluida ada gerakan antara elemen-elemen sekitarnya.
Persamaan Bernoulli
Dalam pengamatan prinsip dasar yang dapat digunakan dalam aplikasi aliran fluida adalah kesetimbangan energi mekanis, kesetimbangan momentum linear dan angular, serta kesetimbangan massa dalam aliran steady atate, yang dimaksud kesetimbangan massa adalah kecepatan massa masuk ke dalam sistem sama dengan yang keluar sistem.
Dimana untuk sistem ini digunakan persamaan sebagai berikut:
m = ra . va . Aa = rb . vb . Ab
………….……….. (1)
Persamaan diatas disebut juga dengan persamaan kontinuitas, yang dapat digunakan baik untuk fluida yang kompresibel maupun inkompresibel. Sedang kerja yang dilakukan oleh suatu unit massa dari fluida bila melewati sistem dari inlet menuju outlet dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
W = - åF (åF>0)
…………….(2)
Dimana berdasarkan hukum Thermodinamika diperoleh:
DU = Q – W
DH = DU + D pV = DU + +
……..…….. (3)
…………… (4)
Dengan substitusi dan penggabungan persamaan (2), (3), dan (4) akan diperoleh suatu persamaan yang baru, yaitu:
( v22-v12) + g(z2-z1) + + åF + Ws = 0 …………… (5)
(Geankoplis, 1997)
Pompa secara sederhana didefinisikan sebagai alat transportasi fluida cair yang berfungsi untuk memindahkan zat cair dari suatu tempat ke tempat yang diinginkan. Jadi, jika fluidanya tidak cair, maka belum tentu pompa bisa melakukannya. Misalnya fluida gas, maka pompa tidak dapat melakukan operasi pemindahan tersebut. Namun, teknologi sekarang sudah jauh berkembang di mana mulai diperkenalkan pompa yang multi-fasa, yang dapat memompakan fluida cair dan gas. Sebagai contoh, pada pembangkit listrik tenaga uap, pompa digunakan untuk menyuplai air umpan ke boiler atau membantu sirkulasi air yang akan diuapkan di boiler.
Pompa memiliki dua kegunaan utama untuk Memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lainnya (misalnya air dari aquifer bawah tanah ke tangki penyimpan air) dan untuk mensirkulasikan cairan sekitar sistim (misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan).
Komponen utama sistim pemompaan adalah : Pompa yang terdiri dari beberapa jenis pompa dijelaskan di bawah ini :
Mesin penggerak: motor listrik, mesin diesel atau sistim udara. Pemipaan, digunakan untuk membawa fluida. Kran, digunakan untuk mengendalikan aliran dalam sistim. Sambungan, pengendalian dan instrumentasi lainnya Peralatan pengguna akhir, yang memiliki berbagai persyaratan.
(www.energyefficiencyasia.org/pdf)
Jenis-jenis Pompa
1. Pompa perpindahan positif
Pompa perpindahan positif dikenal dengan caranya beroperasi : cairan diambil dari salah satu ujung dan pada ujung lainnya dialirkan secara positif untuk setiap putarannya. Pompa perpindahan positif digunakan secara luas untuk pemompaan fluida selain air, biasanya fluida kental. Pompa perpindahan positif selanjutnya digolongkan berdasarkan cara perpindahannya :
Pompa Reciprocating jika perpindahan dilakukan oleh maju mundurnya jarum piston. Pompa reciprocating hanya digunakan untuk pemompaan cairan kental dan sumur minyak. Pompa Rotary jika perpindahan dilakukan oleh gaya putaran sebuah gir, cam atau baling-baling dalam sebuah ruangan bersekat pada casing yang tetap. Pompa rotary selanjutnya digolongkan sebagai gir dalam, gir luar, lobe, dan baling-baling dorong, dll.
Pompa-pompa tersebut digunakan untuk layanan khusus dengan kondisi khusus yang ada di lokasi industri. Pada seluruh pompa jenis perpindahan positif, sejumlah cairan yang sudah ditetapkan dipompa setelah setiap putarannya. Sehingga jika pipa pengantarnya tersumbat, tekanan akan naik ke nilai yang sangat tinggi dimana hal ini dapat merusak pompa.
(www.energyefficiencyasia.org/pdf)
2. Pompa Dinamik
Pompa dinamik juga dikarakteristikkan oleh cara pompa tersebut beroperasi: impeler yang berputar mengubah energi kinetik menjadi tekanan atau kecepatan yang diperlukan untuk memompa fluida.
Terdapat dua jenis pompa dinamik :
Pompa sentrifugal merupakan pompa yang sangat umum digunakan untuk pemompaan air dalam berbagai penggunaan industri. Biasanya lebih dari 75% pompa yang dipasang di sebuah industri adalah pompa sentrifugal. Untuk alasan ini, pompa ini dijelaskan selanjutnya di bawah. Pompa dengan efek khusus terutama digunakan untuk kondisi khusus di lokasi industri.
(www.energyefficiencyasia.org/pdf)
Cara kerja pompa sentrifugal
Zat cair masuk melalui sambungan isap yang konsentrik dengan sumbu suatu elemen putar berkecepatan tinggi yang disebut impeler. Impeler ini mempunyai sudu-sudu radial yang dicorkan pada impeler tersebut. Zat cair mengalir ke luar di dalam ruang-ruang antara sudu, dan meninggalkan impeler dengan kecepatan yang jauh lebih besar daripada waktu masuk. Bila pompa bekerja dengan baik, ruang di antara sudu-sudu terisi penuh oleh zat cair yang mengalir tanpa kavitasi. Zat cair yang meninggalkan keliling luar impeler dikumpulkan di dalam rumahan berbentuk spiral yang dinamakan volute dan meninggalkan pompa melalui sambungan buang yang arahnya tangensial. Dalam volute itu tinggi-tekan kecepatan zat cair dari impeler diubah menjadi tinggi-tekan tekanan. Daya diberikan kepada fluida oleh impeller dan ditransmisikan ke impeler oleh momen puntir poros penggerak, yang biasanya digerakkan dengan motor yang dihubungkan langsung. Motor itu berputar dengan kecepatan konstan.
(Mc. Cabe, 1987)
Pompa sentrifugal merupakan salah satu peralatan yang paling sederhana dalam berbagai proses pabrik. Cara pompa jenis ini beroperasi :
Cairan dipaksa menuju sebuah impeler oleh tekanan atmosfir, atau dalam hal jet pump oleh tekanan buatan. Baling-baling impeler meneruskan energi kinetik ke cairan, sehingga menyebabkan cairan berputar. Cairan meninggalkan impeler pada kecepatan tinggi. Impeler dikelilingi oleh volute casing atau dalam hal pompa turbin digunakan cincin diffuser stasioner. Volute atau cincin diffuser stasioner mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan.
(www.energyefficiencyasia.org/pdf)
Karakteristik sistim pemompaan
a) Tahanan sistim (head)
-
Head statik
Head statik merupakan perbedaan tinggi antara sumber dan tujuan dari cairan yang dipompakan (lihat Gambar II.1.2a). Head statik merupakan aliran yang independen (lihat Gambar II.1.2b). Head statik pada tekanan tertentu tergantung pada berat cairan dan dapat dihitung dengan persamaan berikut:
Head statik terdiri dari:
Head hisapan statis (hS): dihasilkan dari pengangkatan cairan relatif terhadap garis pusat pompa. hS nilainya positif jika ketinggian cairan diatas garis pusat pompa, dan negatif jika ketinggian cairan berada dibawah garis pusat pompa (juga disebut “pengangkat hisapan”) Head pembuangan statis (hd): jarak vertikal antara garis pusat pompa dan permukaan cairan dalam tangki tujuan.
-
Head gesekan/ friksi (hf)
Ini merupakan kehilangan yang diperlukan untuk mengatasi tahanan untuk mengalir dalam pipa dan sambungan-sambungan. Head ini tergantung pada ukuran, kondisi dan jenis pipa, jumlah dan jenis sambungan, debit aliran, dan sifat dari cairan. Head gesekan/ friksi sebanding dengan kwadrat debit aliran seperti diperlihatkan dalam gambar II.1.6. Loop tertutup sistim sirkulasi hanya menampilkan head gesekan/ friksi (bukan head statik).
Menghitung Head
Head adalah jarak vertikal antara garis pusat pompa dan permukaan cairan dalam tangki tujuan.
Head =
(Geankoplis,1997)
b)
Faktor friksi
Metode alternative ini digunakan untuk menghitung faktor friksi yang tidak memerlukan penyelesaian iterasi.
(Chen,1979 )
Head loss :
Fanning melakukan banyak percobaan untuk memberikan data faktor friksi, tetapi perhitungan head loss telah diterapkan dengan menggunakan persamaan radius hidrolik (bukan diameter pipa). Perhitungan radius hidrolik melibatkan pembagian luas penampang area dari aliran oleh wetted perimeter. Untuk pipa dengan aliran aliran penuh, radius hidrolik yaitu sama dengan ¼ diameter pipa, sehingga persamaan head loss menjadi:
dimana :
D
= Diameter pipa dalam (ft)
L
= Panjang pipa lurus (ft)
V
= Kecepatan linear fluida (ft/s)
g
= Percepatan gravitasi (ft/s2) f f = Fanning friction factor
c) Brake Horse Power
Ketika memilih pompa pertama-tama perlu menentukan kapasitas aliran dan head yang diperlukan pompa. Meskipun banyak pompa yang bisa memenuhi kondisi operasi. Kondisi operasi yang diperlukan yaitu tentang efisiensi pompa dan ukuran motor yang dibutuhkan. Sekarang daya yang dikirim dari motor untuk pompa juga merupakan produk dari torsi pada poros penggerak pompa dan kecepatan sudut poros :
dimana :
BHP
τ
: Break Horse Power
: Torsi
dimana:
τ
:
d) Kecepatan alir fliuda
Ada 2 macam kecepatan alir fluida:
Kecepatan linier
Merupakan jarak yang ditempuh oleh fluida yang mengalir tiap satuan waktu tertentu dan tidak dipengaruhi oleh faktor luas penampang. Satuan v adalah (m/sec) dan (cm/sec)
(Geankoplis,1997)
Kecepatan volumetrik (debit)
Merupakan ukuran banyaknya volume air yang mengalir yang dapat ditampung selama waktu tertentu dan dipengaruhi oleh faktor geometris, luas penampang dari tempat fluida mengalir.
Debit direpresentasikan oleh persamaan berikut:
Satuan Q adalah m3/sec (MKS) dan cm3/sec(cgs)
dimana:
V : volume satuannya m3 (MKS) atau cm3 (cgs)
∆t : selang waktu tertentu satuannya (s)
e) Menghitung Nre
(Geankoplis,1997)
f)
Friksi pada pipa Lurus
(Geankoplis,1997)
g) Friksi pada valve dan elbow
(Geankoplis,1997)
h) Perbedaan pipa dari pipa besar ke kecil
”sudden contraction losses”
Gambar II.1.3. Sudden Contraction
(Geankoplis, 1997)
i)
Perbedaan pipa dari pipa kecil ke besar
”sudden enlargement losses”
Gambar II.1.4. Sudden Enlargement
hex =
(Geankoplis,1997)
j)
Menghitung WHP (Water Horse Power) dan BHP (Brake Horse Power)
Daya yang diperlukan oleh sebuah pompa merupakan fungsi dari total head dan berat cair dipompa dalam jangka waktu tertentu. Water Horse Power (WHP) adalah liquid horse power yang disampaikan oleh pompa.
(Wahren, 1997 )
k) Menghitung efisiensi
Efisiensi dinyatakan sebagai persentase yang mewakili sebuah unit ukuran yang menggambarkan perubahan gaya sentrifugal dan dinyatakan sebagai perubahan kecepatan menjadi energi tekanan.
η=
l)
Velocity head
Istilah ini mengacu pada energi kinetik cairan yang bergerak pada titik yang ditentukan dalam sistem pompa. yaitu memindahkan cairan pada titik yang ditetapkan didalam sistem pompa.
dimana :
V = kecepatan alir cairan didalam pipa (ft/s )
g = percepatan gravitasi
(Wahren, 1997 )
Jenis – jenis valve
Globe valve
Merupakan salah satu jenis valve yang dirancang untuk mengatur besar kecilnya aliran fluida. Bagian utama dari globe valve yaitu terdiri body, seat, disc, bonnet, stem, packing dan gland. Aliran fluida saat
melewati globe valve akan mengalami sedikit hambatan sehngga akan terjadi pressure drop yang lebih besar. Seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :
Gambar II.1.5 Globe valve
Gate valve
Kegunaan utama dari gate valve adalah hanya untuk menutup dan membuka aliran. Gate valve mempunyai body dan stem yang panjang. Pada saat disc membuka keatas maka seluruh aliran akan bebas masuk tanpa hambatan, namun pada saat disc tertutup rapat maka akan berhenti tertahan oleh disc tersebut.
Gambar II.1.6 Gate valve
(Berlian, 2006)
Jenis-Jenis Fitting
Elbow
Reducer
Coupling
Union
Tee
Barometer
Bourdon Tube Pressure Gauge
Bourdon tube pressure gauge adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan cairan dan gas termasuk uap, air dan udara sampai dengan tekanan sebesar 100000 pound per inchi persegi.
(inventors, 2008)
Prinsip kerjanya :
Perubahan yang dihasilkan sebanding dengan besarnya tekanan yang diberikan. Perubahan tekanan yang dideteksi oleh tabung Boudon akan menyebabkan tabungnya bergerak. Kemudian gerakan tabung tersebut ditransmisikan untuk menggerakkan jarum meter. Biasanya skala tekanan ini dikalibrasikan dalam beberapa ukuran antara lain : psi, kPa, bar dan kg/cm2.
Kelebihan :
Bersifat portabel ( bisa dibawa kemana-mana ). Ketelitian cukup tinggi Tidak mudah terpengaruh perubahan temperatur. Baik dipakai untuk mengukur tekanan antara 30– 100.000 Psi.
Kekurangan :
Pengukuran terbatas pada tekanan statis.
Terpengaruh shock dan vibrasi. Pada tekanan rendah 0 – 30 psi kurang sensitif.
Tekanan
Tekanan adalah gaya yang diberikan ke permukaan. Pengukuran untuk tekanan dinyatakan sebagai fungsi psi, seperti :
Tekanan atmosfer (psi )
= 14,7 psia
Metric atmosphere
= psi x 0,07
Kilopascals
= psi x 6,89
Bars
= psi x 14,50
(Wahren, Uno. Practical Introduction to Pumping Technology. 1997 )
Tekanan Atmosfir (psia)
Tekanan atmosfir adalah tekanan pada titik manapun d atmosfer bumi. Umumnya tekanan atmosfir hampir sama dengan tekanan hidrostatik yang disebabkan oleh berat udara diatas titik pengukuran. Berikut adalah rumus pendekatan untuk tekanan atmosfer:
dimana:
P = tekanan (pascal )
h = ketinggian ( meter )
Tekanan gauge
Tekanan Gauge adalah selisih antara tekanan yang tidak diketahui dengan tekanan atmosfer (tekanan udara luar). Nilai tekanan yang diukur oleh alat pengukur tekanan adalah tekanan gauge.
Pg = Pabs – Pat
dimana :
Pg
= Tekanan gauge
Pabs
= Tekanan absolut
Pat
= Tekanan atmosfir
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN
III.1 Variabel Percobaan
Volumetrik flow rate :
90 cm3/s, 140 cm3/s
190 cm3/s 230 cm3/s
III.2 Bahan yang Digunakan
Air
III.3 Alat Percobaan
Beaker Glass Gelas Ukur Stopwatch Thermometer Barometer ( Bourdon Tube Pressure Gauge )
Ø Skala
-
0 – 35 Psig
-
0 – 2,5 kg/cm2
Kwh meter Rangkaian alat percobaan pompa sentrifugal : Pompa sentrifugal – peripheral/regenerative
- Maximum Capacity = 34 L/m
- Suction Head
=9m
- Discharge Head
= 22 m
- Total Head
= 31 m
- Size
= 1” x 1”
- Output
= 100 watt
- v/HZ/pH
= 220/50/1
- Rpm
= 2850
Pipa
Pipa Standard Commercial Steel Schedule 40
Pipa ½ “ :
- Inside diameter
= 15,80 mm
- Outside diameter
= 21,43 mm
- Luas penampang pipa
= 1,961 x 10-4 m2
Pipa 1 “ :
- Inside diameter : 26,64 mm
- Outside diameter : 33,40 mm
- Luas penampang pipa : 5,571 x 10-4m2
Fitting : Globe valve screwed :
½” dan 1”
Regular Elbow 90° (screwed) Tee :
½” dan 1”
Coupling :
½” dan 1”
Union
½” dan 1”
Increaser Reducer
III.4 Prosedur Percobaan
III.4.1 Tahap persiapan
Properti fluida Mengukur temperatur pada air percobaan dengan menggunakan termometer. Setelah mengetahui suhu fluida, melihat data viskositas dan densitas pada buku “Transport Processes and Unit Operations” – Geankoplis appendix A.2. Mencari Q maximum Memeriksa seluruh rangkaian alat percobaan yang digunakan dalam percobaan karakteristik pompa. Melakukan percobaan dengan memulai menghidupkan pompa lalu menunggunya sampai keadaan steady state. Melakukan percobaan pada setiap sirkuit untuk mendapatkan Q maximum. Mengukur volume air yang keluar dari sirkuit 1 selama 2 detik. (Mengulangi percobaan ini sebanyak 2 kali dan menghitung rata-ratanya ). Mengulangi percobaan 3 dan 4 pada sirkuit 2.
III.4.2 Tahap percobaan
Melakukan pengaturan valve 2 hingga memperoleh Q sesuai variabel yang ditentukan. Mengamati dan mencatat tekanan pada barometer untuk variabel 90 cm3/s, 140 cm3/s, 190 cm3/s dan 230 cm3/s. Mencatat waktu putaran KWH meter untuk setiap 2 putaran pada kondisi variabel yang diberikan yaitu 90 cm3/s, 140 cm3/s, 190 cm3/s, dan 230 cm3/s. Mengulangi percobaan nomer 1 sampai 3 pada sirkuit 2.
BAB IV
HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
IV.1 Hasil Percobaan
Properti Fluida :
1. Suhu = 29°C
2. Viskositas = 0,81835 x 10-3 kg/ms
3. Densitas = 995,96 kg/m3
4. Qmax pada Sirkuit 1 = 242,5 ml/s
5. Qmax pada Sirkuit 2 = 262,5 ml/s
6. Specific gravity = 0,99596
Tabel IV.1.1 Hasil Percobaan Sirkuit 1
Flow rate (ml/s)
Discharge Pressure
Kwh
(s/putaran)
Static Head (cm)
Kg/cm2
Psig
Suction
Discharge
90
0,38
5
15,14
38,5
64
140
0,5
7
15,9
38,5
64
190
0,5
7
16,18
38,5
64
230
0,7
10
17,91
38,5
64
Tabel IV.1.2 Hasil Percobaan Sirkuit 2
Flow Rate (ml/s)
Discharge Pressure
Kwh
(s/putaran)
Static Head (cm)
Kg/cm2
Psig
Suction
Discharge
90
0,15
2
14,82
38,5
52
140
0,27
4
15,67
38,5
52
190
0,62
9
17,89
38,5
52
230
0,7
10
18,36
38,5
52
IV.2 Hasil Perhitungan
IV.2.1 Hasil Perhitungan Kecepatan (v), Bilangan Reynolds (Nre), Faktor Friksi (f), Velocity Head (vh) untuk Ukuran Pipa ½” dan Ukuran Pipa 1”
Tabel IV.2.1.1 Hasil Perhitungan Kecepatan (v), Bilangan Reynolds (Nre), Faktor Friksi (f), Velocity Head (vh) untuk Ukuran Pipa ½”
Q (ml/s)
v (ft/s)
Nre
f
vh (ft)
90
1,505
8823,148
0,036
0,035
140
2,342
13724,898
0,033
0,085
190
3,178
18626,647
0,032
0,157
230
3,847
22548,046
0,031
0,230
Tabel IV.2.1.2 Hasil Perhitungan Kecepatan (v), Bilangan Reynolds (Nre), Faktor Friksi (f), Velocity Head (vh) untuk Ukuran Pipa 1”
Q (ml/s)
v (ft/s)
Nre
f
vh (ft)
90
0,530
5232,948
0,039
0,004
140
0,824
8140,142
0,035
0,011
190
1,118
11047,335
0,033
0,019
230
1,353
13373,090
0,032
0,028
IV.2.2 Hasil Perhitungan untuk Bagian Suction pada Sirkuit 1 dan 2
Tabel IV.2.2.1 Head Loss(ft) per Komponen
Q (ml/s)
Pipa Entrance
Elbow
Globe Valve
Coupling
Union
Increaser
Pipa Lurus
½”
1”
90
0,035
0,211
0,493
0,005
0,005
0,000
0,021
0,222
140
0,085
0,511
1,193
0,012
0,012
0,001
0,050
0,495
190
0,157
0,942
2,197
0,022
0,022
0,002
0,092
0,871
230
0,230
1,380
3,220
0,032
0,032
0,003
0,135
1,245
Tabel IV.2.2.2 Jumlah Head Loss (åhL) dan Total Suction Head
Q (ml/s) ƩhL (ft) Total Suction Head (ft)
90
0,992
2,255
140
2,360
3,623
190
4,305
5,568
230
6,277
7,540
IV.2.3 Hasil Perhitungan untuk Bagian Discharge pada Sirkuit 1
Tabel IV.2.3.1 Head Loss(ft) per Komponen untuk Ukuran ½”
Q (ml/s)
Pipa Lurus
Elbow
Globe Valve
Coupling
Union
Tee (Flange)
Reducer
Sudden Enlargement
90
0,031
0,211
0,493
0,005
0,015
0,009
0,011
0,015
140
0,070
0,511
1,193
0,012
0,036
0,021
0,026
0,036
190
0,123
0,942
2,197
0,022
0,066
0,039
0,047
0,066
230
0,176
1,380
3,220
0,032
0,097
0,057
0,069
0,097
Tabel IV.2.3.2 Head Loss(ft) per Komponen untuk Ukuran 1”
Q (ml/s)
Pipa Lurus
Pipa Exit
Globe Valve
Elbow
Coupling
Union
Tee (Screw)
90
0,153 0,004 0,035 0,043 0,005 0,001 0,004
140 0,185 0,011 0,084 0,103 0,012 0,002 0,009
190 0,220 0,019 0,155 0,190 0,022 0,003 0,017
230 0,258 0,028 0,228 0,279 0,032 0,005 0,024
Tabel IV.2.3.3 Total Head Loss (åhL) dan Total Discharge Head Q (ml/s)
90
0,921
3,017
140
ƩhL(ft) Total Discharge Head (ft)
2,213
4,313
190
4,059
6,158
230
5,933
8,033
IV.2.4 Hasil Perhitungan untuk Bagian Discharge pada Sirkuit 2
Tabel IV.2.4.1 Head Loss(ft) per Komponen untuk Ukuran ½”
Q (ml/s)
Pipa Lurus
Pipa Exit
Globe Valve
Elbow
Coupling
Union
Tee (Flange)
Reducer
Sudden Enlargement
90
0,243
0,035
0,986
0,282
0,005
0,015
0,009
0,002
0,015
140
0,543
0,085
2,386
0,682
0,012
0,036
0,021
0,005
0,036
190
0,956
0,157
4,395
1,256
0,022
0,066
0,039
0,009
0,066
230
1,365
0,230
6,440
1,840
0,032
0,097
0,057
0,014
0,097
Tabel IV.2.4.2 Head Loss(ft) per Komponen untuk Ukuran 1”
Q (ml/s)
Pipa Lurus
Elbow
Union
Tee (Screw)
Tee (Branch)
90
0,009
0,006 0,0008
0,004
0,007
140
0,020
0,015 0,0019
0,009
0,018
190
0,035
0,027 0,0035
0,017
0,033
230
0,049
0,040 0,0051
0,024
0,048
Tabel IV.2.4.3 Jumlah Head Loss (åhL) dan Total Discharge Head
Q (ml/s) ƩhL(ft) Total Discharge Head (ft)
90
1,619
3,325
140
3,870
5,576
190
7,080
8,786
230
10,338
12,044
IV.2.5 Hasil Perhitungan untuk TDH, WHP, BHP, dan Efisiensi (h) pada Sirkuit 1 dan 2
Tabel IV.2.5.1 Hasil Perhitungan untuk TDH, WHP, BHP, dan Efisiensi (h) pada Sirkuit 1 dan 2
Q (ml/s)
TDH (ft)
WHP (hp)
BHP (hp)
Efisiensi (%)
1
2
1
2
1
2
1
2
90 2,750 3,053 0,0008 0,0009 0,0096 0,0096 8,541 9,483
140 5,409 6,673 0,0025 0,0031 0,0150 0,0150 16,800 20,724
190 9,200 11,829 0,0058 0,0075 0,0203 0,0203 28,575 36,737
230 13,047 17,058 0,0100 0,0130 0,0246 0,0246 40,521 52,978
IV.3 Grafik dan Pembahasan
Tujuan percobaan karakteristik pompa adalah untuk mempelajari dan membuat kurva karakteristik pompa sentrifugal meliputi hubungan antara parameter-parameter kurva sistem (Total Dynamic Head, Water Horse Power, Brake Horse Power, dan Effisiensi) dengan Q pada aliran sirkuit.
Prosedur percobaan karakteristik pompa ini terdiri dari dua tahap yaitu tahap persiapan dan tahap percobaan. Tahap persiapan dimulai dengan mempersiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam percobaan, mengidentifikasi sifat fisis fluida dan mencari volumetric rate maksimum pada setiap sirkuit. Volumetric rate maksimum didapatkan dari hasil pengukuran volume air yang keluar pada outlet pipa setiap sirkuit selama dua detik sebanyak dua kali. Aliran sirkuit 1 didapatkan dengan membuka penuh valve 2 dan 3 serta menutup valve 4, sedangkan untuk aliran sirkuit 2 dilakukan dengan membuka penuh valve 2 dan 4 serta menutup penuh valve 3. Tahap percobaan dimulai dengan melakukan pengaturan valve 2 untuk mendapatkan volumetric rate sesuai variabel yang diberikan yaitu 90 ml/s, 140 ml/s, 190 ml/s dan 230 ml/s. Setelah mendapatkan rate yang sesuai, melakukan pengamatan tekanan yang ditunjukkan pada barometer dan mencatat waktu yang dibutuhkan oleh kWh meter untuk mencapai satu putaran. Melakukan prosedur yang sama untuk sirkuit 2.
Dari Grafik IV.3.1. menggambarkan hubungan antara TDH, WHP, dan BHP dengan Q . Dapat dilihat bahwa pada kurva hubungan antara TDH dan Q menunjukkan kenaikan nilai TDH seiring dengan bertambahnya nilai Q . Hasil percobaan yang didapat untuk sirkuit 1 sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa semakin besar Q maka semakin besar nilai TDH, sehingga hubungan Q dengan TDH adalah berbanding lurus.
Kurva hubungan antara WHP dengan Q menunjukkan kenaikan nilai WHP seiring dengan bertambahnya nilai Q . Hasil percobaan yang didapat untuk sirkuit 1 sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa semakin besar Q maka semakin besar nilai WHP, sehingga hubungan Q dengan WHP adalah berbanding lurus.
Pada kurva hubungan antara BHP dengan Q menunjukkan kenaikan nilai BHP seiring dengan bertambahnya nilai Q . Hasil percobaan yang didapat untuk sirkuit 1 sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa semakin besar Q maka semakin besar nilai BHP, sehingga hubungan Q dengan BHP adalah berbanding lurus.
Dari Grafik IV.3.2. menggambarkan hubungan antara TDH, WHP, dan BHP dengan Q . Dapat dilihat bahwa pada kurva hubungan antara TDH dengan Q menunjukkan kenaikan nilai TDH seiring dengan bertambahnya nilai Q . Hasil percobaan yang didapat untuk sirkuit 2 sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa semakin besar Q maka semakin besar nilai TDH, sehingga hubungan Q dengan TDH adalah berbanding lurus.
Pada kurva hubungan antara WHP dengan Q menunjukkan kenaikan nilai WHP seiring dengan bertambahnya nilai Q . Hasil percobaan yang didapat untuk sirkuit 2 sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa semakin besar Q maka semakin besar nilai WHP, sehingga hubungan Q dengan WHP adalah berbanding lurus.
Untuk kurva hubungan antara BHP dengan Q menunjukkan kenaikan nilai BHP seiring dengan bertambahnya nilai Q . Hasil percobaan yang didapat untuk sirkuit 2 sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa semakin besar Q maka semakin besar nilai BHP, sehingga hubungan Q dengan BHP adalah berbanding lurus.
Dari Grafik IV.3.3. dapat dilihat bahwa kurva hubungan antara efisiensi dengan Q menunjukkan kenaikan nilai effisiensi seiring dengan bertambahnya nilai Q .
Hasil percobaan yang didapat untuk sirkuit 1 dan 2 sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa semakin besar Q maka semakin besar nilai effisiensi, sehingga hubungan Q dengan effisiensi adalah berbanding lurus.
BAB V
KESIMPULAN
Dari hasil percobaan dan perhitungan didapatkanl kesimpulan sebagai berikut :
Semakin besar debit (Q) maka semakin besar nilai Total Dynamic Head. Semakin besar debit (Q) maka semakin besar nilai Water Horse Power. Semakin besar debit (Q) maka semakin besar nilai Brake Horse Power. Semakun besar debit (Q) maka semakin besar niliai Effisiensi pada sirkuit 1 dan 2
