Laporan Lengkap Pompa Sentrifugal [PDF]

Citation preview

POMPA SENTRIFUGAL I.



TUJUAN PERCOBAAN  Memahami karakteristik pompa sentrifugal yang dilengkapi dengan flowmeter digital dan pressure transmitter  Menentukan daya dan efisiensi pompa



II.



ALAT DAN BAHAN 1. Alat 



Pompa sentrifugal







Manometer pressure gauge







Storage tank







Stopwatch



2. Bahan 



III.



Air



LANDASAN TEORI Pompa adalah salah satu mesin fluida yang termasuk dalam golongan mesin kerja. Pada prinsipnya, pompa mengubah energi mekanik motor menjadi energi aliran fluida. Energi yang diterima oleh fluida akan digunakan untuk menaikkan tekanan dan mengatasi tahanan- tahanan yang terdapat pada saluran yang dilalui. Pada umumnya pompa digunakan untuk menaikan fluida sebuah reservoir, pengairan, pengisi katel, dan sebagainya. Dalam hal ini pelaksanaan operasionalnya dapat bekerja secara tunggal, seri, dan peralel yang tergantung pada kebutuhan serta yang peralatan yang ada. Dalam perancanaan instalasi pompa, harus dapat diketahui karakteristik pompa tersebut untuk mendapatkan sistem yang optimum. Pompa berfungsi untuk memindahkan zat cair dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi karena adanya perbedaan tekanan dan sebagai penguat laju aliran pada suatu sistem jaringan pemipaan. Hal ini dicapai dengan membuat suatu tekanan yang rendah pada sisi masuk atau suction dan tekanan yang tinggi pada sisi keluar atau discharge dari pompa.



Pompa juga dapat digunakan pada proses - proses



yang membutuhkan



tekanan hidraulik yang besar. Hal ini bisa dijumpai antara lain pada peralatan peralatan berat. Dalam operasi, mesin - mesin peralatan berat membutuhkan tekanan discharge yang besar dan tekanan isap yang rendah. Akibat tekanan yang rendah pada sisi isap pompa maka fluida akan naik dari



kedalaman tertentu,



sedangkan akibat tekanan yang tinggi pada sisi discharge akan memaksa fluida untuk naik sampai pada ketinggian yang diinginkan. Pompa sentrifugal merupakan alat pemindah fluida dengan menggunakan gaya sentrifugal yang diakibatkan gerak putar impeler. Seluruh impeler berputar dalam rumah pompa (chasing) dengan kecepatan tinggi, sehingga memberikan percepatan pada fluida yang dialirkan. Energi yang ditransfer dari motor penggerak ke impeler melalui percepatan sentrifugal. Fluida yang dialirkan dikonversikan menjadi energi kinetik dan energi tekan. Tinggi tekan (head) yang dicapai suatu pompa tergantung pada putarannya, diameter, dan bentuk lengkungan impeler. Karena tinggi tekan pompa terbatas, maka dengan menghubungkan beberapa impeler saling berurutan pada suatu poros akan didapatkan tinggi tekan yang lebih besar. Pompa sentrifugal tidak dapat menghisap sendiri, hal ini disebabkan oleh konstruksinya. Pompa ini tidak memiliki chek valve dalam keadaan diam, cairan mengalir ke tangki yang besar. Bila pompa dioperasikan dalam keadaan kosong, vakum yang dihasilkan tidak cukup untuk mengisap fluida yang dialirkan masuk ke rumah pompa. DAYA DAN EFISIENSI POMPA Daya Hidrolik Pompa (P) Daya hidrolik pompa sentrifugal dapat dihitung dengan rumus: P=



D× g ×∆ PT ×Q



Keterangan: P



= Daya hidrolik pompa (watt) D



= Kerapatan cairan (Kg/m3)



g



= percepatan gravitasi (m/s2)



∆ PT Q



= Selisih head pompa (mH2O) = Laju alir cairan (m3/s)



Efisiensi Pompa (η) η =



P P motor



×100



Keterangan:



IV.



P



= Daya hidrolik pompa (watt)



Pmotor



= Daya motor (watt)



PROSEDUR KERJA 1. Tangki diisi dengan air biasa, sampai ujung pipa output terendam air. 2. Katup isap V1 diperiksa dan dipastikan tertutup 3. Pompa dihubungkan ke sumber listrik 4. Katup keluaran V2 diatur sesuai kondisi operasi 5. Tombol utama (main switch) diputar kearah ON 6. Setelah itu, pump switch yang bewarna hijau ditekan 7. Katup V2 diputar untuk mengatur nilai laju alir air sampai 90 L/min dan angkanya dapat dilihat pada display Flowrate Indicator 8. Setelah laju alir air diatur, selanjutnya tekanan masuk ( PT1) dibaca yang terdapat pada display Pressure Indikator, lalu diputar ke PT2 untuk membaca tekanan keluar 9. Tekanan masuk (PT1) dan tekanan keluar (PT2) dicatat 10. Prosedur 7-9 diulangi dengan laju alir air 85 L/min hingga 0 L/min 11. Daya hidrolik pompa dihitung dengan rumus P=ρgHQ (W), dimana H = Total Head (mH2O), Q=Laju alir air (m3/s) 12. Effisiensi pompa dihitung dengan rumus η=(P1/P)x100%, dimana P1=Hydrolic Power (watt), P=Motor Power (watt) 13. kurva beda tekanan versus laju alir dibuat 14. kurva efisiensi versus laju alir dibuat



V.



DATA PENGAMATAN No



Q (L/min) PT1 (atm) PT2 (atm)



D (kg/m3)



g (m/s3)



P motor (watt)



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 VI.



99.0000 95.0000 90.0000 85.0000 80.0000 75.0000 70.0000 65.0000 60.0000 55.0000 50.0000 45.0000 40.0000 35.0000 30.0000 25.0000 20.0000 15.0000 10.0000 5.0000



0.9800 0.9800 0.9900 1.0000 1.0000 1.0100 1.0200 1.0200 1.0300 1.0300 1.0400 1.0400 1.0500 1.0500 1.0500 1.0500 1.0600 1.0600 1.0600 1.0600



1.120 1.200 1.280 1.350 1.410 1.460 1.500 1.570 1.600 1.660 1.700 1.730 1.770 1.800 1.820 1.860 1.860 1.870 1.900 1.910



1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0



9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80



230.0 230.0 230.0 230.0 230.0 230.0 230.0 230.0 230.0 230.0 230.0 230.0 230.0 230.0 230.0 230.0 230.0 230.0 230.0 230.0



PENGOLAHAN DATA  Pengolahan tekanan yang terbaca (head pompa) PT11 = 0.9800 atm × 10332.2676



m m H2 O mmH 2 O ÷ 1000 atm m H2 O



= 10.1256 mH2O Dengan menggunakan data yang sama didapatkan data seperti table 1.1 NO . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12



PT1 (mH2O) 10.1256 10.1256 10.2289 10.3323 10.3323 10.4356 10.5389 10.5389 10.6422 10.6422 10.7456 10.7456



PT2 (mH2o) 11.5721 12.3987 13.2253 13.9486 14.5685 15.0851 15.4984 16.2217 16.5316 17.1516 17.5649 17.8748



∆ PT (mH2O) 1.4465 2.2731 2.9964 3.6163 4.2362 4.6495 4.9595 5.6828 5.8894 6.5094 6.8193 7.1292



13 14 15 16 17 18 19 20



10.8489 10.8489 10.8489 10.8489 10.9522 10.9522 10.9522 10.9522



18.2881 18.5981 18.8047 19.218 19.218 19.3213 19.6313 19.7346



7.4392 7.7492 7.9558 8.3691 8.2658 8.3691 8.6791 8.7824



Table 1.1 perhitungan selisih tekanan



 Pengolahan data laju alir (Q (m3/s)) Q1



= 99.00



dm3 dm3 s ÷ 1000 3 × 60 min min m



= 0.0017



m3 s



Dengan menggunakan data yang sama didapatkan data seperti table 1.2 No . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20



Q (L/min) 99 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5



Q (m3/s) 0.0017 0.0016 0.0015 0.0014 0.0013 0.0013 0.0012 0.0011 0.001 0.0009 0.0008 0.0008 0.0007 0.0006 0.0005 0.0004 0.0003 0.0003 0.0002 0.0001



Table 1.2 perhitungan selisih tekanan



 Penentuan daya yang terpakai (P (watt)) P1



=



D× g ×∆ PT ×Q



= 1000



Kg m m3 × 9.800 × 1.4465 m H O ×0.0017 2 s m3 s2



= 23.3902 watt Dengan menggunakan data yang sama didapatkan data seperti table 1.3



1000.0



9.80



∆ PT (mH2O) 1.4465



1000.0



9.80



2.2731



0.0016



1000.0



9.80



2.9964



0.0015



1000.0



9.80



3.6163



0.0014



1000.0



9.80



4.2362



0.0013



1000.0



9.80



4.6495



0.0013



1000.0



9.80



4.9595



0.0012



1000.0



9.80



5.6827



0.0011



1000.0 1000.0



9.80 9.80



5.8894 6.5093



0.001 0.0009



1000.0



9.80



6.8193



0.0008



1000.0



9.80



7.1293



0.0008



1000.0 1000.0



9.80 9.80



7.4392 7.7492



0.0007 0.0006



1000.0



9.80



7.9558



0.0005



1000.0 1000.0



9.80 9.80



8.3691 8.2658



0.0004 0.0003



1000.0



9.80



8.3691



0.0003



1000.0



9.80



8.6791



0.0002



1000.0



9.80



8.7824



0.0001



D (kg/m3)



g (m/s2)



Q (m3/s) 0.0017



Table 1.3 perhitungan selisih tekanan



P (watt) 23.390 2 35.270 9 44.046 5 50.206 2 55.353 4 56.956 6 56.703 5 60.331 8 57.716 58.475 5 55.690 9 52.400 1 48.603 44.299 6 38.983 6 34.174 27.001 7 20.504 4 14.175 9 7.1723



 Penentuan efisiensi penggunaan daya pada pompa sentrifugal η



= =



P P motor



×100



23.3902 watt ×100 230 watt



= 10.1696 Dengan menggunakan data yang sama didapatkan data seperti table 1.4 P (watt) 23.390 2 35.270 9 44.046 5 50.206 2 55.353 4 56.956 6 56.703 5 60.331 8 57.716 58.475 5 55.690 9 52.400 1 48.603 44.299 6 38.983 6 34.174 27.001 7 20.504 4 14.175 9 7.1723



P motor (watt) 230.0



10.1696



230.0



15.3352



230.0



19.1506



230.0



21.8288



230.0



24.0667



230.0



24.7638



230.0



24.6537



230.0



26.2312



230.0 230.0



25.0939 25.4241



230.0



24.2134



230.0



22.7827



230.0 230.0



21.1317 19.2607



230.0



16.9494



230.0 230.0



14.8583 11.7399



230.0



8.915



230.0



6.1634



230.0



3.1184



η (%)



Table 1.4 perhitungan selisih tekanan



 Kurva pengaruh perbedaan tekanan terhadap laju alir



Laju Alir vs Beda Tekanan 10.0000 9.0000 8.0000 7.0000 6.0000



Beda Tekanan (mH2O)



5.0000 4.0000 3.0000 2.0000 1.0000 0.0000 0.0000



0.0005



0.0010



0.0015



0.0020



Laju Alir (m3/s)



 Kurva pengaruh laju alir vs efisiensi



Laju Alir vs Efisiensi 30.0000 25.0000 20.0000



Efisiensi (%) 15.0000 10.0000 5.0000 0.0000 0.0000



0.0005



0.0010



0.0015



0.0020



Laju Alir (m3/s)



VII.



PEMBAHASAN Pompa merupakan suatu alat yang digunakan untuk memindahkan suatu fluida dari satu tempat ke tempat lain. Pompa merupakan alat untuk memindahkan fluida yang



paling efektif sehingga penggunaannya cukup luas, khususnya pada industri kimia, industri minyak, industri kertas, industri tekstil dan lain-lain. Salah satu jenis pompa yang paling banyak digunakan di industri adalah pompa sentrifugal. Pompa sentrifugal adalah suatu pompa yang memindahkan cairan dengan memanfaatkan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh putaran impeler. Pompa sentrifugal bekerja berdasarkan prinsip gaya sentrifugal yaitu benda yang bergerak secara melengkung akan mengalami gaya yang arahnya keluar dari titik pusat lintasan yang melengkung tersebut. Dari data percobaan diketahui bahwa semakin besar kapasitas fluida atau laju alir fluida yang dialirkan oleh pompa maka perbedaan head pompa ( ∆ PT) akan semakin kecil. Hal ini dapat dilihat dari kurva hubungan head pompa dengan laju alir atau kapasitas fluida, dimana untuk semua variasi laju alir yang diberikan perbedaan head pompa semakin kecil. Hal ini juga terjadi karena adanya pengurangan gaya tekan yang diakibatkan oleh laju alir atau kapasitas fluida yang semakin besar. Kapasitas atau laju alir fluida juga dapat mempengaruhi daya dinamo pompa (P). Dari data percobaan diketahui bahwa semakin besar kapasitas atau laju alir fluida (Q) maka semakin besar pula daya dinamo pompa (P). Hal ini terjadi karena daya dinamo pompa dibutuhkan (P) untuk mengalirkan suatu fluida dari satu tempat ke tampat lain. Ketika kapasitas fluida semakin besar maka pompa membutuhkan energi kinetik yang semakin besar pula untuk mengalirkan fluida tersebut. Sementara itu untuk efisiensi pompa juga dapat dipengaruhi oleh laju alir atau kapasitas fluida. Dari data percobaan diketahui bahwa semakin besar laju alir atau kapasitas fluida yang dialirkan pompa maka efisiensi mula-mula naik kemudian cenderung semakin menurun. Hal ini terjadi karena ketika kecepatan putar dinamo pada pompa diperbesar maka laju alir atau kapasitas fluida yang dialirkan pompa akan semakin besar. Laju alir atau kapasitas fluida yang semakin besar menyebabkan daya yang dibutuhkan pompa akan semakin besar pula sehingga kerja pompa akan semakin berat yang



menyebabkan efisiensi pompa menurun. Adapun angka efisiensi yang



didapatkan paling besar adalah 26.23%, angka ini menunjukkan bahwa daya optimal yang diberikan pompa adalah 26.23%. VIII.



KESIMPULAN  Semakin besar kapasitas fluida atau laju alir fluida yang dialirkan oleh pompa maka perbedaan head pompa ( ∆ PT) akan semakin kecil dan semakin besar laju



alir atau kapasitas fluida yang dialirkan pompa maka efisiensi mula-mula naik kemudian cenderung semakin menurun.  Setelah melakukan praktikum ini didaptkan hasil sebagai berikut: 1. Daya pompa rata-rata dari variasi laju alir = 42.0728 watt 2. Efisiensi maksimum yang diberikan oleh pompa = 26.23% IX.



DAFTAR PUSTAKA __________.Petunjuk Praktikum Satuan Operasi. Ujung pandang : Jurusan Teknik kimia Politeknik Negeri Ujung Pandang