![Laporan Praktikum Pompa Sentrifugal [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/laporan-praktikum-pompa-sentrifugal-d64e10660c1490.jpg)
11 0 235 KB
POMPA SENTRIFUGAL 1. TUJUAN Tujuan yang ingin dicapai pada percobaan ini antara lain : 1. Dapat mengenal dan dapat mengoperasikan pompa sentrifugal 2. Dapat menentukan efisiensi maximum dari pompa sentrifugal 3. dapat mengetahui tentang pompa sentrifugal baik perangkat lunak maupun perangkat kerasnya.
2. ALAT DAN BAHAN 2.1 Alat yang digunakan: -
Pompa sentrifugal
-
Stopwatch
-
Alat pemberat
2.2 Bahan yang digunakan: -
Air
3. DASAR TEORI Perlu diketahui bahwa pompa merupakan alat yang penting dan banyak digunakan di dalam industri terutama industri kimia. Ada beberapa jenis pompa yang dipakai dalam industri kimia yaitu pompa sentrifugal, timbal torak, dan pompa putar (rotary pump). Diantara jenis pompa yang banyak digunakan adalam pompa sentrifugal atas pertimbangan bahwa: 1. Pompa sentrifugal mudah dioperasikan 2. Konstruksinya sederhana dan mudah diperoleh dipasaran 3. Biaya pemeliharaan relatif mudah 4. Kemampuan dalam mentransfer volume yang besar tanpa tergantung pada katup atau celah yang kecil.
3.1 Pompa Sentrifugal Kerja pompa sentrifugal Pompa sentrifugal mempunyai sebuah impeler (baling-baling) untuk mengangkat zat cair dari tempat yamg lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi. Daya dari luar diberikan kepada poros pompa untuk memutarkan impeler di dalam zat cair. Maka zat cair yang ada didalam impeler, oleh dorongan sudu-sudu impeler ikut berputar. Karena timbul gaya senrifugal maka zat cair mengalir dari tengah impeler ke luar melalui saluran diantara sudu-sudu impeler. Disini head tekanan zat cair menjadi lebih tinggi. Demikian pula head kecepatannya bertambah besar karena zat cair mengalami percepatan. Zat cair yang keluar dari impeler ditampung oleh saluran berbentuk volut (spiral) dikeliling impeler dan disalurkan ke luar pompa melalui nosel. Didalam nosel ini sebagian head kecepatan aliran diubah menjadi head tekanan. Jadi impeler pompa berfungsi memberikan kerja kepada zat cair sehingga energi yang dikandungnya menjadi tambah besar. Selisih energi persatuan berat atau head total zat cair antara flens isap dan flens keluar pompa disebut head total pompa. Dari uraian diatas jelas bahwa pompa sentrifugal dapat mengubah energi mekanik dalam bentuk kerja poros menjadi energi fluida. Energi inilah yang mengakibatkan pertambahan head tekanan, kecepatan dan head potensial pada zat yang mengalir secara kontinyu. Prinsip kerja alat ini sesuai dengan namanya yaitu berdasarkan gaya sentrifugal, fluida cair yang masuk ke dalam rumah pompa diubah energinya dari energi kecepatan menjadi energi tekan dengan gaya sentrifugal atas bantuan impeller yang ada dalam rumah pompa. Kelemahan – kelemahan utama penggunaan pompa sentrifugal ialah tangkai pendorong yang tersumbat
dan
ketidakmampuan
pompa
untuk
memancing
sendiri.
kelemahan yang disebut terakhir ini menyebabkan pompa tidak dapat
dipompakan pada posisi tertentu sehingga bagian penghisap dapat terisi melimpah. Jika penghisap tidak mungkin terisi melimpah, terdapat 2 alternatif yang dapat dilakukan yaitu memasang katup yang tidak dapat kembali pada dasar pipa penghisap atau memasang unit pemancing yang dapat melakukan pengisisan sendiri. kedua metode di atas dapat memastikan bahwa bak pompa akan selalu terisi penuh dengan cairan sehingga pompa dapat digunakan setiap saat. Ketelitian kerja dibutuhkan untuk mencegah terjadinya kebocoran yang dapat menyumbat udara masuk ke dalam pompa, keluarnya cairan dari pompa dan bagian – bagian pipa pengeluaran lainnya, dan juga dari pemancing jika ada. Kebocoran paling banyak dijumpai pada penyumbat tangki pendorong pompa. Pompa sentrifugal adalah pompa yang headnya ditimbulkan oleh gaya sentrifugal maupun lift yang diakibatkan oleh sudu-sudu yang berputar. Pompa sentrifugal terdiri dari bilah-bilah pendesak yang berputar dalam suatu impeller yang dipasang dalam rumah pompa. Zat cair masuk kedalam kipas (impeller) dan mengalir secara radial di dalam rumah pompa akibat gaya sentrifugal yang ditimbulkan oleh kipas kemudian keluar pada posisi outlet dengan kecepatan dan tekanan yang lebih tinggi karena telah menerima energi dari sudu-sudu. Karena sebagian energi cairan pada waktu keluar dari kipas masih dalam bentuk kecepatan maka perlu diubah menjadi energi tekanan. Perubahan ini terjadi dalam rumah keong yang mempunyai penampung yang membesar ke arah outlet sehingga aliran cairan diperlambat pada tekanan diperbesar. Kecepatan spesifik Kecepatan spesifik merupakan indeks jenis pompa yang memakai kapasitas dan tinggi-tekan yang diperoleh pada titik efesiensi max, kecepatan spesifik menentukan bentuk umum impeler. Dalam angka kecepatan spesifik merupakan kecepatan dalam putaran permenit yang impelernya akan
berputar bila ukurannya diperkecil untuk dapat mengalirkan 1 gpm terhadap tinggi-tekan
sebesar 1 ft. Impeler untuk tinggi-tekan besar mempunyai
kecepatan spesifik yang rendah dan impeler untuk tinggi-tekan yang rendah biasanya mempunyai kecepatan spesifik yang tinggi. 3.2 Pompa torak Jenis pompa torak Pompa torak merupakan unit perpindahan positif yang mengeluarkan cairan dalam jumlah yang terbatas selama pergerakan piston atau plunyer sepanjang langkahnya. Pada dasarnya ada dua jenis pompa torak-unit aksi langsung (direct-acting) yang digerakknan oleh uap dan pompa tenaga akan tetapi ada banyak modifikasi desain dasar yang dibuat untuk keperluan khusus didalam berbagai bidang. Pompa-pompa aksi langsung (direct-acting pump) Pada pompa jenis aksi-langsung sebuah batang piston bersama menghubungkan piston untuk uap dengan piston untuk cairan atau plunyer. Pompa aksi langsung dibuat dengan simpleks(masing-masing satu uap dan satu piston cairan) dan dupleks (dua piston uap dan uap piston cairan). Dengan karakteristik tinggi-tekan, kecepatan tinggi-tekan, kecepatan dan kapasitas yang mudah disetel, pompa-pompa ini mempunyai efesiensi yang bagus pada jarak yang lebar. Digunakan untuk keperluan pengisian ketel bertekanan rendah hingga menengah, lumpur, beton dan campuran lumpur, pemompaan minyak dan air. Pompa tenaga (power pump) Mempunyai poros engkol yang digerakkan dari sumber penggerak luar umumnya motor listrik, sabuk mesin atau rantai. Roda-roda gigi sering dipakai antara penggerak dan poros engkol untuk mengurangi kecepatan keluaran penggerak. Pompa tenaga bak dipakai khusus untuk keperluan
tekanan tinggi dan dipakai untuk pengisian air ketel, pompaan jaringan pipa, pemrosesan petroleum dan penggunaan yang serupa. 3.3 Pompa Rotary Jenis pompa rotary Pompa sekrup Pompa sekrup satu, dua atau tiga sekrup yang berputar didalam rumah pompa diam. Tersedia sejumlah besar desain untuk berbagai penggunaan. Pompa sekrup tunggal mempunyai rotor spiral yang berputar di dalam sebuah stator atau lapisan heliks dalam sedangkan pompa dua sekrup atau tiga sekrup masing-masing mempunyai satu atau dua sekrup bebas. Pompa roda gigi dalam (internal gear pump) Mempunyai rotor yang berigi dalam yang berpasangan dengan roda gigi luar yang bebas. Sebuah sekat yang berbentuk bulan sabit dapat digunakan untuk mencegah cairan. 3.4 Daya dan efesiensi pompa Kalau alirannya dianggap tunak, pompa itu pada dasarnya membesar. Hulu aliran Bernouli alirannya antara titik 1 (mata) dan titik 2 (lubang keluar). Apabila V1 dan V2 kira-kira z1 – z2 tidak lebih dari 1 meter, sehingga P1 V2 P2 V2 1 Z1 2 Z 2 ……………….……….. .g 2. g . g 2. g
Perubahan headnya praktis sama dengan perubahan tekanannya, maka: H
P1 p 2 P ……………………………..………… .g .g
(2)
(1)
Untuk menaikkan fluida dengan kapasitas Q (m3/s) dan tinggi tekan H (m), disebut daya pompa actual. Daya ini sering juga disebut daya fluida atau daya hidrolik. Nh = ρ . g . Q . H …………………………….……………
(3)
Daya untuk menggerakkan pompa adalah: N 0 W .L.g
N m .2 …………………………….………… 60
(4)
Sedangkan untuk efisiensi pompa, dinyatakan sebagai:
Nh x100% ……………………………….…………… N0
(5)
Dimana: Nh = Daya fluida atau daya hidrolik (watt) No = Daya untuk menggerakkan fluida (watt) W = Berat beban (kg) L = Panjang lengan torsi (m) Nm = Kecepatan putaran (rpm) 3.5 Tinggi tekan pompa Head dari pompa adalah perbedaan tekanan (yang dinyatakan dalam tinggi kolom zat cair) yang terdapat diantara inlet dan outletnya. Bagi pompa, head juga merupakan kerja yang diberikan kepada cairan per satuan berat (Kg.m/Kg) yaitu meter. Perbedaan tinggi tekan pompa dapat diukur dengan dua cara yaitu: 1. Secara langsung menggunakan “pressure gauge” yaitu H = Hd – Hs + 2,13 . 104 . Q2……………………….……
(6)
2. Secara tidak langsung menggunakan manometer air raksa, yaitu H
Hg
air
air
(h1 h 2) 3,14 .104 . Q 2 ……..…………
(7)
Dimana (h1-h2) adalah selisih tinggi air raksa di dalam manometer. Head dari system merupakan perbedaan tekanan yang diperlukan untuk memindahkan cairan yang dapat dibedakan atas tiga bagian, yaitu: 1. Friction head adalah merupakan tekanan yang diperlukan untuk melawan gesekan – gesekan di dalam saluran. 2. Static head adalah tinggi kenaikan atau beda tekanan dari zat cair pada kedua reservoir. 3. Velocity
head
adalah
tekanan
yang
diperlukan
untuk
menggerakkan cairan dari keadaan diam sehingga berkecepatan. Sehingga
dapat
dijelaskan
bahwa
head
total
merupakan
keseluruhan head dari pompa adalah merupakan penjumlahan dari static discharge (tinggi tekan) ditambah friction head (head akibat gesekan), hal ini disebabkan karena adanya katup – katup, belokan – belokan, sambungan – sambungan serta pembesaran dan pengecilan sepanjang instalasi ditambah velocity head (kehilangan karena kecepatan dan sangat bergantung pada panjang instalasi). 3.6 Karasteristik pompa sentrifugal pada perubahan kecepatan putaran Perubahan kecepatan putar pompa sentrifugal memungkinkan untuk dilakukan melalui motor penggerak dengan jalan mengubah tekanan input. Perubahan kecepatan putar dapat menyebabkan perubahan kecepatan keliling yang dirumuskan sebagai berikut: U
.D.n ……………………………………………… 60
Dimana: U = kecepatan keliling (m/s) n = kecepatan putaran (rpm) D = diameter roda (m)
(8)
Dengan adanya perubahan kecepatan putar pada pompa sentrifugal akan menyebabkan perubahan kapasitas, tinggi kenaikan dan daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan pompa. 3.7 Karasteristik pompa sentrifugal pada putaran konstan Karasteristik pompa sentrifugal pada putaran konstan dapat diselediki dengan mengartur kapasitas aliran. Hal tersebut dapat dilakukan melalui pencekikan, yaitu dengan jalan membuka dan menutup katup untuk mengubah aliran udara. Dalam pelaksanaan pencekikan harus dilakukan pada bagian isap dapat menyebabkan terjadinya kavitasi pada pompa. Karasteristik pompa sentrifugal pada putaran konstan dengan perubahan kapasitas aliran merupakan hubungan antara kapasitas, tinggi tekan, dan daya efisiensi pompa. 3.8 Persamaan Bernouli Persamaan Bernouli adalah persamaan dasar dari aliran fluida yang diterapkan pada pompa sentrifugal. Dalam menganalisa suatu fluida, salah satu persamaan yang banyak dipakai adalah persamaan bernouli yang menghubungkan tekanan, kecepatan, dan elevasi aliran fluida. Hukum Bernouli menyatakan bahwa energi total fluida adalah sama dengan jumlah energi potensial, energi kinetik, dan energi tekan. Di bawah dijelaskan berbagai bentuk tinggi tekan serta metode pengukurannya. Tinggi tekan (head) tersebut terdiri dari: 1. Tinggi tekan potensial adalah tinggi tekan yang didasarkan pada ketinggian fluida dari bidang banding. Jadi satu kolom air setinggi z meter mengandung sejumlah energi yang disebabkan oleh posisinya. 2. Tinggi tekan kinetik atau tinggi tekan kecepatan adalah suatu ukuran energi kinetik satu satuan massa fluida yang disebabkan oleh kecepatannya. Tinggi kinetik dinyatakan dengan V2/2.g.
3. Tinggi tekan tekanan adalah energi yang dikandung oleh fluida akibat tekanannya. Tinggi tekan ini dinyatakan dengan P/γ. Tinggi tekan total adalah : H = P/γ + V2/2 g + z ………………………………………
(9)
Dalam menganalisa dua titik yang berbeda dapat ditulis menjadi : V12/2 g + P1/g + z1 = V22/2 g + P2/g + z2 ……. ………….. (10) Persamaan (10) merupakan bentuk persamaan energi spesifik yang mengabaikan gesekan-gesekan, sedangkan untuk aliran fluida yang sebenarnya terdapat gesekan antara fluida dan medium yang dilaluinya, energi yang hilang dinyatakan dengan h1 dan persamaan (11) menjadi : P1/g + V12/2 g + z1 = P2/g + V22/2 g + z2 + h1 ………… (11) Dimana : P = tekanan fluida (pa) ρ = Massa jenis air (kg/m3) g = gaya gravitasi (m/s2) V = kecepatan fluida (m/s) z = elevasi Rumus HVenturi secara teori sebagai berikut : H venturi
Q2 2.g
1 1 2 2 a2 a1
Dimana : Q = laju alir (m3/s) g = kecepatan gravitasi (m/s) a1= luas permukaan pipa (m2) a2= luas permukaan pipa (m2)
4. PROSEDUR KERJA Rumah pompa diisi dengan air menggunakan bola pengisap yang ada pada pompa sampai penuh, kemudian pompa dijalankan (on). Mengatur Rpm controller mulai dari kecepatan 1000 rpm sampai 2500 rpm kemudian
kran keluaran (discharge)
membuka
perlahan-lahan dan
disirkulasikan. Setelah aliran mantap, membuka kran yang lain (manometer dan pressure gauge). Mengukur laju alir dengan menggunakan stopwatch. Setelah beberapa detik, membaca ketinggian air pada level glass yang ada pada tangki isi dan mencatatnya. Menambahkan pemberat pada lengan torsi hingga lengan torsi tersebut seimbang dan dicatat. Mencatat besarnya perbedaan tinggi tekan pada manometer air raksa, baik itu pada sisi isap (Hs) maupun sisi tekan (Hd). Mencatat waktu yang dibutuhkan untuk mendapatkan volume 30 liter untuk setiap putaran dan selisih tekanan. Mengulangi prosedur 4, 5, dan 6 diulangi sebanyak 7 kali untuk setiap putaran yang berbeda yaitu putaran 1250 rpm, 1500 rpm, 1750 rpm, 2000 rpm, 2250 rpm, dan 2500 rpm.
5. DATA PENGAMATAN A. DATA PENGAMATAN Tegangan listrik (V) = 220 V Arus listrik (I) = 1A Berat Jenis Air (ρ) = 1000 kg/m3 Percepatan gravitasi (g) = 9,81 m/s2 Nilai tekanan terukur pada laju alir yang berbeda : B. No
Laju Alir Q(L/menit) 99 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10
Tekanan isap P1 (atm) 0,97 0,98 0,99 1 1,01 1,01 1,02 1,02 1,03 1,03 1,04 1,04 1,04 1,05 1,05 1,05 1,05 1,06 1,06
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 PERHITUNGAN 1. Menghitung Laju alir dalam (m3/s)
Untuk Q1 = 99 L /menit
Tekanan keluar P2 (atm 1,12 1,17 1,27 1,35 1,41 1,46 1,52 1,56 1,62 1,68 1,71 1,74 1,77 1,81 1,83 1,85 1,85 1,86 1,9
2. Menghitung total Head ( mH2O ) Untuk H1 dengan P1 = 0,97 atm dan P2 = 1,12 atm H1 ( atm ) = P2 – P1 = ( 1,12 – 0,97 ) atm = 0,15 atm 1 atm = 10,2 mH2O H1 ( mH2O ) = H ( atm ) x 10,2 mH2O 1 atm = 0,15 atm x 10,2 mH2O 1 atm = 1,53 mH2O 3. Menghitung Hidrolic Power (Phid) dalam watt Untuk Phid 1 : Diketahui
Ditanyakan Penyelesaian Phid 1 ( watt )
ρ air g H1 Q1 Phid 1
= 1000 kg/m3 = 9,81 m/s2 = 1,53 mH2O = 1,65.10-3 m3/s = … ? watt
= ρ air x g x H1 x Q1 = 1000 kg x 9,81 m x 1,53 m x 1,65.10-3 m3 m3 s2 s 2 -3 2 -3 = 24,765 kg m s kg m s = watt = 24,765 watt 4. Menghitung Power Motor ( Pm ) dalam watt Diketahui V = 230 V I = 1A Ditanyakan Pm = …? watt Penyelesaian Pm ( watt ) = V x I = 230V x 1A = 230 watt 5. Menghitung efisinsi pompa ( η ) η = ( Phid / Pm ) x 100% = ( 24,756 watt / 230 watt ) x 100%
= 10,767 %
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Q ( x 10H H Phid Pm 3 ) (L/min) (atm) (atm) (m3/s) (atm) (mH2O) (watt) (watt) 99 0,97 1,12 1,65 0,15 1,53 24,765 230 95 0,98 1,17 1,58 0,19 1,94 30,102 230 90 0,99 1,27 1,50 0,28 2,86 42,026 230 85 1 1,35 1,42 0,35 3,57 49,614 230 80 1,01 1,41 1,33 0,4 4,08 53,366 230 75 1,01 1,46 1,25 0,45 4,59 56,285 230 70 1,02 1,52 1,17 0,5 5,10 58,370 230 65 1,02 1,56 1,08 0,54 5,51 58,536 230 60 1,03 1,62 1,00 0,59 6,02 59,037 230 55 1,03 1,68 0,92 0,65 6,63 59,620 230 50 1,04 1,71 0,83 0,67 6,83 55,868 230 45 1,04 1,74 0,75 0,7 7,14 52,533 230 40 1,04 1,77 0,67 0,73 7,45 48,697 230 35 1,05 1,81 0,58 0,76 7,75 44,361 230 30 1,05 1,83 0,50 0,78 7,96 39,024 230 25 1,05 1,85 0,42 0,8 8,16 33,354 230 20 1,05 1,85 0,33 0,8 8,16 26,683 230 15 1,06 1,86 0,25 0,8 8,16 20,012 230 10 1,06 1,9 0,17 0,84 8,57 14,009 230 Untuk nilai seluruh data dapat dilihat pada table berikut : Q
No
P1
rpm
P2
W (g)
t (d)
V(l)
Q (m3/s) x 10-3
H venturi
η(%) 10,77% 13,09% 18,27% 21,57% 23,20% 24,47% 25,38% 25,45% 25,67% 25,92% 24,29% 22,84% 21,17% 19,29% 16,97% 14,50% 11,60% 8,70% 6,09%
1
1000
300
19,31
30
1,554
(mmHg) 12
2
1250
500
13,72
30
2,187
23
3
1500
650
10,35
30
2,899
35
4
1750
1000
8,43
30
3,559
47
5
2000
1300
6,69
30
4,484
61
6
2250
1650
4,22
20
4,739
81
7
2500
2050
1,86
10
5,376
102
No
direct
indirect
Pressure head(m)
Pressure (mmHg)
1
HS (m) 1,2
HD(m) 0
H1 44
h2 74
h3 101
h4 118
h5 137
2
1,8
0
89
131
159
183
197
3
2,5
0,5
101
128
207
241
263
4
3,5
1
146
233
320
368
392
5
4,5
2
207
300
411
500
531
6
-
2,5
275
400
557
680
705
7
-
3
376
499
694
770
794
6. DATA HASIL PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN Tabel 6.1 Perhitungan secara langsung No
Rpm
Q . 10-3 m3/s
Total head(H)
Hydrolik power
No Kwatt
Np
pompa
1
1000
1,554
1,2415
(Nh) kwatt 19,078
2
1250
2,187
1,9019
40,804
128,3475 128,2475
31,82
3
1500
2,899
3,1790
90,408
200,2221 200,1221
45,18
4
1750
3,559
4,7698
166,532
359,373
359,273
46,35
5
2000
4,484
6,9283
304,762
533,9256 533,8256
57,09
M
kwatt
%
61,6068
61,5068
31,02
Tabel 6.2 Perhitungan secara tak langsung No
Rpm
1
1000
1,554
2,3320
Hydrolik power (Nh) kwatt 35,551
2
1250
2,187
3,7055
79,499
128,3475
128,2475
61,99
3
1500
2,899
4,7654
135,524
200,2221
200,1221
67,72
4
1750
3,559
7,0486
246,093
359,373
359,273
68,50
5
2000
4,484
9,7271
427,876
533,9256
533,8256
81,15
6
2250
4,739
12,8264
596,294
762,3842
762,2842
78,23
7
2500
5,376
15,3576
809,998
1052,4495 1052,3495
76,97
Q . 10-3 m3/s
Total head(H) m
No Kwatt
Np kwatt
61,6068
61,5068
57,80
pompa %
Tabel 6.3 Hasil perhitungan H venturi teori dan praktek H total (m) Direct indirect
No 1
rpm 1000
Q .10-3 m3/s 1,554
1,2415
2
1250
2,187
1,9019
ΔH venturi (m)
teori
praktek
2,3320
VHC 0,0514
-0,0831
0,1512
3,7055
0,1019
-0,1646
0,2898
3
1500
2,899
3,1790
4,7654
0,1790
-0,2893
0,441
4
1750
3,559
4,7698
7,0486
0,2698
-0,436
0,5922
5
2000
4,484
6,9283
9,7271
0,4283
-0,6921
0,7686
6
2250
4,739
-
12,8264 0,4784
-0,7731
1,0206
7
2500
5,376
-
15,3576 0,6156
-0,9948
1,2852
7. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil perhitungan data pada percobaan pompa sentrifugal diperoleh tabel 6.1, 6.2, dan tabel 6.3. Dari data tersebut diperoleh beberapa grafik antara lain:
a. Grafik 7.1 hubungan antara Q vs η direct dan indirect
Grafik 7.1 Hubungan Antara Q vs η 90 80 70
η (% )
60 50 40 30 20 10 0 0
1
2
3
4
5
6
Q x 10 -3( m3/s ) η % direct
η % indirect
Poly. (η % direct)
Poly. (η % indirect)
Pada grafik diatas menunjukkan bahwa semakin meningkat nilai Q, maka nilai efisiensi pompa
(η dalam % ) pun semakin meningkat.
Perbandingan itu terjadi baik secara direct maupun secara indirect. Pada perhitungan efisiensi pompa secara indirect pada grafik diatas diperoleh nilai Q dan nilai efisiensi yang semakin meningkat sampai akhirnya mencapai titik maximum dan nilai efisiensi kembali menurun. Nilai efisiensi maksimum tercapai pada Q = 4,484 m3/s atau pada 2000 rpm.
b. Grafik 7.2 hubungan antara Q vs Nh, No, Np direct dan indirect
Grafik 7.2 hubungan Antara Q vs Nh, No, Np 1200
Nh, No, Np (kwatt)
1000 800 600 400 200 0 0
1
2
3
4
5
6
Q x 10 -3(m3/s) Nh direct
No
Np
Nh indirect
Pada grafik 7.2 menunjukkan Q (m3/s) dengan daya pompa dimana dapat terlihat bahwa semakin tinggi nilai Q maka daya pompa juga semakin tinggi baik No, Np dan Nh ( direct dan indirect). Hal ini berarti hubungan antara keduanya berbanding lurus.
c. Grafik 7.3 hubungan antara Q vs H total untuk direct dan indirect
Grafik 7.3 Hubungan Antara Q vs ?H total
?H total & VHC (m)
20
15
10
5
0 0
1
2
3
4
5
6
Q x 10 -3(m3/s) AH total direct
AH total indirect
Pada grafik diatas menunjukkan bahwa semakin besar Q maka nilai H total direct dan indirect semakin meningkat. Berarti semakin besar kecepatan putaran maka total head yang dihitung secara direct dan indirect pun semakin besar pula. H total secara direct pada 2000 rpm dengan H total sebesar 6,9283 m. Sedang pada H total secara indirect pada 2000 rpm nilai H total sebesar 9,7271 m
d. Grafik 7.4 hubungan antara Q vs VHC
Grafik 7.4 Hubungan Antara Q vs VHC 0.8
VHC (m)
0.6 0.4 0.2 0 0
1
2
3 -3
4
5
6
3
Q x 10 (m /s) VHC
Pada grafik diatas menunjukkan nilai VHC pada masing-masing keadaan. Pada setiap keadaan menunjukkan hubungan yang sama yaitu semakin besar nilai Q maka nilai VHC-nya pun meningkat begitupun sebaliknya. Adapun nilai VHC pada masing-masing keadaan sebagai berikut: 0,0154 m, 0,1019 m, 0,1790 m, 0,2698 m, 0,436 m, 0,4283 m, 0,4784 m, 0,6156m.
e. Grafik 7.5 hubungan antara Q vs H venturi secara teori dan praktek.
Grafik 7.5 Hubungan Antara Q vs AH venturi 2
AH venturi (m)
1.5
1
0.5
0 0
1
2
3
4
5
6
Q x 10-3(m3/s) AH vent praktek
AH vent teori
Pada grafik diatas menunjukkan hubungan antara Q vs Hventuri. Dari grafik tersebut terlihat nilai Hventuri teori dan Hventuri praktek
yang
berbeda. Pada praktek semakin besar nilai Q maka semakin besar pula nilai
Hventuri. Pada teori juga menunjukkan perbandingan lurus, namun dari grafik tersebut terlihat penyimpangan pada Q=4,484 m3/s yaitu pada kecepatan putaran 2000 rpm. Penyimpangan tersebut mungkin terjadi karena pengambilan data pada keadaan tersebut yang kurang teliti.
8. KESIMPULAN
Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh : Pompa sentrifugal bekerja dengan mengubah energi dalam fluida berupa energi kecepatan menjadi energi berupa tekanan yang mengakibatkan pertambahan head tekanan dengan adanya gaya sentrifugal atas bantuan kipas yang ada dalam rumah pompa. Semakin besar efisiensi pompa maka nilai Q semakin besar atau semakin tinggi kecepatan putaran pompa maka nilai efisiensi pompa pun semakin besar. pompa secara direct dengan kecepatan putaran 1000 rpm hingga 2500 rpm adalah 31,02 % sampai 57,09 % pompa secara indirect pada kecepatan 1000 rpm hingga 2500 rpm adalah 57,80 % sampai 80,15 %.
9. DAFTAR PUSTAKA Abduh, Muhammad. 2002. Karakteristik Pompa sentrifugal. Makassar : Jurusan Teknik Kimia politeknik Negeri Ujung Pandang __________.Petunjuk Praktikum Satuan Operasi. Ujung pandang : Jurusan Teknik kimia Politeknik Negeri Ujung Pandang
10.LAMPIRAN PERHITUNGAN 1. Penentuan head total ( H total ) Untuk kecepatan 1500 rpm a) Metode langsung ∆H
= [ HD – (HS) ] + VHC = [ 0,5-(-2,5)]m + Q2 × 2,13.104 = 3 m+ [(2,899.10-3)2 x 2,13.104] = 3 m + 0,179 m = 3,179 m
b) Metode tidak langsung ∆H
=
pHg pair (h1-(-h5))+ VHC pair
=
(13600 1000)kg/m3 (0,101-(-0,263)) m+Q2 1000kg/m3
2,13.104) = (12,6 x 0,364) + [(2,899.10-3)2 (2,13.104)] = 4,5864 + 0,179 = 4,7654 m 2. Penentuan daya hidrolik Untuk kecepatan 1500 rpm a) Metode langsung NH
= ρ .Q .g (∆H) = 1000 kg/m3. 2,899.10-3 m3/s. 9,81 m/s2 ( 3,179 m ) = 90,4085 Kwatt
b) Metode tidak langsung NH
= ρ .Q .g (∆H) = 1000 kg/m3. 2,899.10-3 m3/s. 9,81 m/s2 ( 4,7654 )
= 135,5244 kwatt 3. Penentuan daya motor Untuk kecepatan 1500 rpm a) Metode langsung No
= W. g. l
2. .Nm 60
= 0,65 kg x 9,81 m/s2 x 0,2 m x
2x3,14x1500rpm 60
= 200,2221 kwatt b) Metode tidak langsung No
= W. g. l
2. .Nm 60
= 0,65 kg x 9,81 m/s2 x 0,2 m x
2x3,14x1500rpm 60
= 200,2221 kwatt 4. Penentuan daya pompa Untuk kecepatan 1500 rpm a) Metode langsung Nilai Nloss berada antara 0,1 sampai 0,15 kwatt dari N0 Np
= N0 - Nloss = 200,2221 kwatt – 0,1 kwatt = 200,1221 kwatt
b) Metode tidak langsung Nilai Nloss berada antara 0,1 sampai 0,15 kwatt dari N0 Np
= N0 - Nloss = 200,2221 kwatt – 0,1 kwatt = 200,1221 kwatt
5. Penentuan efisiensi pompa Untuk kecepatan 1500 rpm a) Metode langsung Nh
η (%) = Np x 100% 90,4085
= 200,1221 x 100% = 45,177% b) Metode tidak langsung Nh
η (%) = Np x 100% 135,5244
= 200,1221 x 100% = 67,72% 6. Penentuan H venturi (m) Untuk kecepatan 1500 rpm a) Secara teori Dik : d1 = 38 mm = 0,038 m d2 = 32,5 mm = 0,0325 m Rumus : H venturi
Q2 2.g
1 1 2 2 a2 a1
x d 12 4 π 2 2 -3 2 = x 3,8x10 1,134.10 m 4 x d 22 a2 = 4 π 2 2 -4 2 = x 3,25x10 8,296.10 m 4 2 2,899.10-3 1 1 H venturi 2 3 2 x 9,81 8,296.10-4 2 1,134.10
Peny : a1
=
= - 0,2893 m
b) Secara praktek Dik : H venturi 35 mmHg 0,035 mHg Peny : H venturi H venturi
Hg - H 2 O H Hg (13600 1000)kg/m3 x 0,035 m 1000kg/m3
= 0,441 m 7. Penentuan VHC (m) Untuk kecepatan 1500 rpm VHC = Q2 x 2,13.104 = ( 2,899.10-3)2 x 2,13.104 = 0,1790 m Dengan cara yang sama diperoleh hasil perhitungan untuk data yang lain seperti yang ditunjukkan pada table perhitungan.
