Contoh Soal Pompa [PDF]

Citation preview

CONTOH-CONTOH SOAL DAN PENYELESAIANNYA



1.



Sebuah pompa sentrifugal dengan impeler berdiameter 1300 mm memompakan air 3,5 m3/menit pada kecepatan keliling 10 m/detik dan kecepatan aliran 1,6 m/detik. Sudut sudu sisi keluar adalah 30 O. Dengan asumsi aliran pada sisi masuk adalah radial (  1=90O) dan tidak terjadi slip, densitas air = 1000 kg/m 3, hitunglah torsi yang dibangkitkan oleh impeler. Penyelesaian: Karena tidak ada slip maka 2 = ’2 Head Euler dihitung dengan persamaan: U C  U 1 C x1 W  2 x2  Cx1 = 0 karena α1= 90o mg g Cr2 U C E  2 x 2  Cx2 = U2 – Wx2  W x 2  g tan  2 E 



maka:



 Cr2 = Cr1= 1,6 m/detik Jadi:



E 



U2 g



 



 U 2 



Cr2 tan  2







U2  



Wx2



Cx2



E = 7,36 m atau W/(N/detik)



W2



2



Cr2



Daya yang diberikan P = E (mg) 



7 ,36 x 10 3 x 3 ,5 x 9 ,81  4211,8 W 60



Torsi yang diberikan T 



P r2 4211,8 x 0 ,65 P    U2 10



= 273,7 N



1



α2



C2



2.



Sebuah pompa sentrifugal digunakan untuk memompakan air dari reservoir bawah ke reservoir atas yang mempunyai perbedaan elevasi muka air sebesar 32 m. Panjang total pipa adalah 1000 m dengan faktor gesekan sebesar 0,005 dan diameter pipanya adalah 200 mm. Dengan mengabaikan kerugian-kerugian lainnya, tentukanlah laju aliran antara ke dua reservoir dan daya yang diperlukan untuk menggerakkan pompa. Karakteristik popa adalah sebagai berikut: Q H 



(m3/jam ) (m) (%)



0



46



92



138



184



230



68 0



64 49,5



54 61



42 63,5



26,4 53



8 10



Penyelesaian: Tahanan sistem = Hs + KQ2 Kerugian head yang hanya diakibatkan oleh gesekan pipa ditentukan dengan: 4f lv2 2gd



hf 



Dengan mamasukkan v = Q/A Maka:



 4f l hf    2gd



4   2   d







2







 Q dalam m3/detik



 Q 2 



 4 x 0 ,005 x 1000  2 x 9 ,81 x 0 ,2



h f  



4    x 0 ,2 2 







2







 Q 2 



h f  5169,42Q 2 m



Dengan demikian persamaam tahanan (head) sistem adalah: Hsis = 32 + 5169,42 Q2



Selanjutnya perhitungan Hsis ditabulasikan sebagai berikut: Q Hsis



(m3/jam ) (m)



0



46



92



138



184



230



32



32,8



35,4



39,6



45,5



53,1



2



A



Titik kerja pompa adalah perpotongan antara kurva karakteristik pompa dan kurva tahanan sistem. Pada titik kerja A pada gambar di atas diperoleh: Q = 145 m3/jam H = 40,2 m Efisiensi yang berkenaan dengan laju aliran 145 m3/jam adalah:



 = 62,5 persen Daya untuk menggerakkan pompa: P 



gQH 10 3 x 9 ,81 x 145 x 40 ,2   60 x 60 x 0 ,625



P = 25,4 (kW)



3



3



Sebuah pompa sentrifugal isapan ganda, poros horizontal dengan karakteristik sebagai berikut: Q H NPSHR



(m3/meni t) (m) (m)



0,0



2,0



4,0



6,0



8,0



42,0 -



41,0 2,0



39,0 1,6



34,0 1,8



26,0 2,5



Pompa tersebut digunakan untuk memompakan air bersih (  = 995,7 kg/m3) antara dua reservoir terbuka dengan beda ketinggian 30 m melalui pipa berdiameter 300 mm. Panjang pipa isap 30 m dan panjang pipa tekan 1500 m dengan faktor gesekan 0,004. Kerugiankerugian minor (kerugian-kerugian katup, belokan, dll.) diabaikan. Ditanyakan: o Tunjukkan titik kerja pompa tersebut (berapa laju aliran, head, dan NPSHR pompa) o Tentukan letak pompa tersebut relatif terhadap level air pada reservoir isap (asumsi: tekanan atmosfir = 10, 21 m H 2O, dan tekanan uap jenuh = 0,04325 kg/cm2 abs). Penyelesaian: Tahanan sistem = Hs + KQ2 Kerugian head yang hanya diakibatkan oleh gesekan pipa ditentukan dengan: 4f lv2 2gd



hf 



Dengan mamasukkan v = Q/A Maka:



 4f l hf    2gd



4   2   d







2











 4 x 0 ,004 x 1530  2 x 9 ,81 x 0 ,3



hf  



 Q dalam m3/detik



 Q 2 4    x 0 ,3 2 







2







 Q 2 



hf  833 ,23 Q 2 m



Dengan demikian persamaam tahanan (head) sistem adalah: Hsis = 30 + 833,23 Q2



Selanjutnya perhitungan Hsis ditabulasikan sebagai berikut: 4



Q Hsis



(m3/menit ) (m)



0,0



2,0



4,0



6,0



8,0



30,0



30,9



33,7



38,3



44,8



Titik Kerja



NPSHr



Dari gambar di atas nampak bahwa pompa bekerja dengan Q = 5,1 (m3/menit) pada head H = 37 (m), dan besarnya NPSH yang dibutuhkan NPSHr = 1,75 (m). Sedangkan besarnya HPSH yang tersedia adalah NPSHa 



Pa Pv   hs  hls  



Kerugian head pada sisi isap yang hanya diakibatkan oleh gesekan pipa 4 f ls V s2 hls  hf  2 g ds



Kecepatan aliran di sisi isap:



maka



Vs 



4Q 4 x 5 ,1   1,2 (m/detik) 2 d s  x 0 ,3  2 x 60



hls 



4 x 0 ,004 x 30 x 1,2 2  0 ,12 2 x 9 ,81 x 0 ,3



5



(m)



Agar pompa dapat beroperasi tanpa mengalami kavitasi, NPSHa  NPSHr Pa Pv   hs  hls 1,75   10 ,21 



432 ,5  hs  0 ,12 1,75 995 ,7



hs  10 ,21 



432 ,5  0 ,12  1,75 995 ,7



hs  7 ,91 (m)



Artinya pompa harus dipasang dengan ketinggian tidak boleh melebihi 7,91 m di atas permukaan air yang dipompakan.



hs  7,91 m



6