Pembahasan Soal UTS Sebu Sebuah ah pomp pompaa sent sentri rifu fuga gall memp mempun uny yai diam diamet eter er impe impell ller er 30 cm, cm, meng mengha hasi silk lkan an laju laju alir aliran an air air 200 200 lite literr/se /second cond,, pada pada putar taran 1200 rpm rpm. Diam iameter ter pipa ipa isa isap 30 cm dan dia diameter ter pipa ipa kel keluar uar 22,5 2,5 cm. Pengukuran tekanan pada pipa isap dan tekan masing-masing 3,5 m dan 18,5 m diatas atmo atmosf sfir ir dan dan rug rugi alir aliran an 1 m deng dengan an day daya pomp pompaa 96 Hp, tent tentuk ukan anla lah h: a. Kece Kecepat patan an aliran aliran b. Tinggi inggi angkat angkat (head) (head) c. Mome Momen n tors torsii d. Efis Efisie iens nsii over overal alll (ηo) Diketahui: Dimp Ds Dd Q N Hf Hs Hd P Ditanya:
= 30 cm = 0,3 m; = 30 cm = 0,3 m; = 22,5 22,5 cm = 0,225 0,225 m; = 200 liter/s liter/s = 0,2 m3 /s; = 1200 rpm; = 1 m; = 3,5 m; = 18,5 m; = 96 Hp = 71,712 kW
a) Kec. isap (V s) dan hantar (V d) b) Hm c) T d) ηo
Jawab: (a) Langkah 1: mencari luas penampang pipa isap dan pipa hantar
As
π
As
π
4 4
Ds 2
Ad
π
0,32
Ad
π
As 0,07065 m 2
4 4
Dd 2 0,2252
A d 0,03974 m 2
Langkah 2 : mencari kec. air pada pipa isap dan hantar
Vs
Q As
0,2 0,07065
2,833 m/s
Vd
Q Ad
0,2 0,03974
5,033 m/s
(b) Langkah 1: mencari nilai head sisi isap (H s) dan head sisi hantar (H d) P m P1 m
= Hatm – 3,5 = 10,3 – 3,5 = 6,8 m = Hatm + 18,5 = 10,3 + 18,5 = 28,8 m
Langkah 2: Dengan menggunakan persamaan bernoulli:
P1 V12 P V 2 Hm H f m 2g m 2g 5,0332 2,8332 H m 28,8 6,8 1 2 x 9,81 2 x 9,81 H m 30,091 7,209 1 H m 23,882 m Cara biasa:
V 2 H m H a H f 2g dimana : H a H s H d H f H fs H fd
5,0332 2,8332 H m 3,5 18,5 1 29,81 H m 23 0,882 H m 23,882 m
(c) Langkah 1: mencari waktu putar (t), kec. sudut mula-mula (ω0 ) dan akhir (ω1 )
Ps
71,712 t t
2πNt 60 23,141200t
ω1
60 4302,72
ω1
2
π
N
60 23,141200
60 ω1 125,6 rad/s
7536 0,571 s
Langkah 2: mencari percepatan sudut (α) dan momen inertia impeller (I) α
ω1 - ω0
t dimana : ω0 0, jadi α α
125,6 - 0 rad/s 0,571 s 219,96 rad/s2
Iimp
2 MR imp
2 asumsi : impeller merupakan benda bulat pipih dan padat, jadi Iimp
10,152 2
Iimp 0,01125 kg m 2
Langkah 3: mencari torsi impeller (T)
Timp α I
Timp 219,96 rad/s2 0,01125 kg m 2
Timp 2,475 Nm (d) Langkah 1: mencari efisiensi keseluruhan (ɳ o) mQH m P η0
1 (kg/s) x 9,81 (m/s 2 ) x 0,2 (m 3 /s) x 23,882 (m)
η0
η0
η0
65,34 %
71,712 (kW) 46,856 71,712
100 %
