PERHITUNGAN HEAD DAN SPESIFIKASI POMPA UNTUK UNIT PRODUKSI JARINGAN AIR BERSIH
Direncanakan akan dibuat Instalasi Plumbing dan Penentuan Spesifikasi Pompa, dari sumber air ke Unit Produ Jenis Pipa Galvanized Iron (GI) A. Data yang diperlukan untuk penentuan Spesifikasi Pompa sebagai berikut : 1. Kapasitas Aliran Air/ Debit Air 2. Jenis Zat Cair 3. Head Total Pompa 4. Kondisi Isap 5. Kondisi Keluar 6. Jumlah Pompa 7. Kondisi Kerja 8. Penggerak Pompa 9. Gambar Instalasi Pompa dan Plumbing B.
Perhitungan masing-masing parameter di atas sebagai berikut : 1. Kapasitas Aliran Air/ Debit Air a. Q aliran air dalam satuan m3/jam Q
=
0.5 m3/mnt
=
0
m3/dt
=
30 m3/jam
b. Diameter Isap Pompa (mm) Ditentukan berdasarkan Tabel 2.10 hal. 23, Sularso, Tahara dengan hasil sebagai berikut : Qpompa = 0.5 m3/mnt diperoleh Disap Pompa = 80 mm = 3 Dengan ketentuan bahwa Disap pipa tidak boleh lebih kecil dari Disap pompa (Disap pipa ≥ Disap pompa), untuk menghubungkan keduanya dipakai Reducer
2. Jenis Zat Cair Zat Cair yang dialirkan adalah air, dengan diasumsikan sesuai Tabel 2.12. hal. 24, Sularso, Tahara dibawah 1 atm, suhu 20OC - 30OC, 1 atm = 101,3 kPa. Massa Jenis (Kerapatan Air) (γ) = 1 kg/l 3. Head Total Pompa Head Total Pompa ditentukan dari kondisi Instalasi Plumbing yang akan dilayani oleh Pompa. Head Total dapat diperoleh dengan rumus sebagai berikut : H
=
hstat
+
∆hp
+
h1
+
Vd2/2g
Dengan masing-masing parameter diasumsikan sebagai berikut : hstat = Head Statis Total, perbedaan tinggi muka air antara pipa isap dengan tinggi muka air pipa keluar (muka air bak penampung) ∆hp = Perbedaan tekanan pada permukaan air pada pipa isap dengan pipa keluar ditetapkan hp = 1 atm = 101.3 kPa h1 = kerugian head di pipa, belokan, sambungan, dll Vd2/2g
=
head kecepatan keluar (m), dengan g = 9,8 m/dt2
a. Menentukan Hstat (m)
Unit Produksi
Pompa Muka Air
hstat
=
hs
+
Dimana : hs =
4
m
=
56.94
m
Maka hstat =
60.94
m
hd
b.
hd
Head Kerugian (h1) ditentukan sebagai berikut :
Menentukan hf pada Pipa Isap yang masuk ke dalam Pompa ∅ pipa = 4 inchi = Panjang Pipa (L) isap = 85 m C untuk Pipa GI = 120 Q
=
v
=
v
=
0.1
m
m3/dt
0
Q ¼ x π x D2 0 0.01
=
0.02
m/dt
Kerugian Head (hf) dapat ditentukan dengan persamaan Hazen-Williams sebagai beriku
hf
=
=
10.666Q1.85 C1.85D4.85 0.00062 m
x
L
=
0.000066 0.11
Menentukan hf pada Pipa Isap yang masuk ke dalam Pompa ∅ pipa = 4 inchi = Panjang Pipa (L) hisap = 45 m C untuk Pipa GI = 120 Q
=
0
0.1
m
m3/dt
Kerugian Head (hf) dapat ditentukan dengan persamaan Hazen-Williams sebagai beriku
hf
=
=
10.666Q1.85 C
1.85
x
D
4.85
L
0.000035
=
0.11
0.00033 m
Kerugian hv pada katup isap dan saringan (pada pipa isap menuju pompa) ∅ pipa hv
= =
fv
4
inchi
=
0.1
v 2g
Dengan : fv = Koefisien kerugian katup (katup isap dan saringan) (sesuai tabel 2.20, hal 39, Sularso, Tahara) g v
Gravitasi = 9.8 m/dt2 Kecepatan rata-rata di penampang masuk pipa
= =
hv
= =
m
2
v2 = 2g 0.000029 m
=
=
1.91
0.02
0 19.6
fv
Kerugian hv pada ujung pipa keluar dan saringan (pada pipa keluar menuju bak penamp ∅ pipa Jumlah Outlet hv
=
fv
= =
4 1
inchi outlet
=
0.1
m
v2 2g
Dengan : fv = Koefisien kerugian katup (katup isap dan saringan) (sesuai tabel 2.20, hal 39, Sularso, Tahara) g v
Gravitasi = 9.8 m/dt2 Kecepatan rata-rata di penampang masuk pipa
= =
hv
= =
v2 = 2g 0.000015 m fv
0 19.6
=
=
1
0.02
Kerugian pada belokan (elbow) a)
Belokan sudut (θ) 90O, diasumsikan berjumlah 2 buah untuk ∅ pipa = 4 inchi Jumlah θ ∅ pipa
f
= = =
=( = hv
=
= Total hv b)
2 buah 90 derajat 4 inchi =
0.13 2.07
+
0.1
1.85
m
+
0.09344 ) x
1
v2 0 = 2g 19.6 0.000031 m = 0.000062 m fv
Belokan sudut (θ)135O, diasumsikan berjumlah 2 buah untuk ∅ pipa = 4 inchi Jumlah θ ∅ pipa
f
= = =
=( =
4 buah 135 derajat 4 inchi =
0.13 2.54
+
0.1
1.85
m
+
0.09344 ) x
1.22
v2 0 = 2g 19.6 = 0.000038 m Total hv = 0.000152 m Sehingga Total h1 = 0.00120 m hv
=
fv
Dengan demikian Head Total Pompa (H) dapat ditentukan sebagai berikut : H
= = =
hstat
+ ∆hp 60.94 + 60.9426 m
H untuk overhead 15%
+ 0
=
h1
+ Vd /2g 0.00120 + 2
+
70.08
≈
0
70 meter
4. Penentuan NPSH (Net Positive Suction Head/ Head Isap Positif) =
Dimana : hsv = NPSH yang tersedia (m) Pa Tekanan Atmosfir (kgf/m2) =
=
1.03
kgf/cm2
=
=
0.02
kgf/cm
=
10332
Pv
=
Tekanan Uap Jenuh (kgf/m )
γ
= = = = = =
Berat Zat Cair per satuan volume (kgf/m ) = 995.7 kgf/m Head Isap Statis (m) = 4 m (pompa berada diatas permukaan Kerugian Head di dalam pipa isap (m) pipa masuk + katup masuk + elbow 0.02 +( 2x 0.65 )+ 0.6 1.93 meter
hs hls
2
2
3
maka =
=
=
10332 995.7
-
238.3 995.7
-
4
-
1.93
=
10.38
-
0.24
-
4
-
1.93
4.21
m (NPSH Tersedia)
5. Penentuan Putaran dan Daya Motor Sesuai Gambar 2.25 hal 52 Sularso, Tahara
238.3 3
Q = 0.5 m3/mnt H = 70 m dari tabel 65 x 50X2 - 515 Diartikan Diameter isap pompa Diameter keluar Daya Motor Jumlah kutub Frekwensi
= = = = =
65 mm = 2.56 inchi 50 mm = 1.97 inchi 15 kw = 20.12 HP 2 (untuk motor listrik) 50 Hz
≈ ≈
6. Perhitungan Efisiensi Pompa (η)
Dimana : γ = Berat Zat Cair per satuan volume (kgf/l)
=
1 kgf/l
Q H P
= = =
= = =
0.5 m3/mnt 70 m 15 kw
Pw
= =
η
Kapasitas Aliran Head Total Daya Motor 0.16 5.68 = =
Pw P 37.87%
x kw =
1
5.68 15
x
0.5
x
70
3 inchi 2 inchi 16 kw
OMPA ERSIH
umber air ke Unit Produksi
=
0.14
lt/dt
asil sebagai berikut : inchi =
0.08
m
al. 24, Sularso, Tahara, pada tekanan
yani oleh Pompa.
ap dengan tinggi
ngan pipa keluar
hd
hs
Williams sebagai berikut :
Williams sebagai berikut :
0.02
m/dt
ar menuju bak penampung)
0.02
m/dt
k ∅ pipa = 4 inchi
=
0.1 m
k ∅ pipa = 4 inchi
=
0.1 m
ebagai berikut :
kgf/m2 kgf/m2
pada suhu 20OC
rada diatas permukaan air)
untuk safety
2.5
250.00 m3/hr 250,000.00 lt/hr 2.89 lt/dt 129.2
