Pembahasan Soal UTS (Mesin Fluida) (Compatibility Mode) [PDF]

Citation preview

Pembahasan Soal UTS Sebuah pompa sentrifugal mempunyai diameter impeller 30 cm, menghasilkan laju aliran air 200 liter/second, pada putaran 1200 rpm. Diameter pipa isap 30 cm dan diameter pipa keluar 22,5 cm. Pengukuran tekanan pada pipa isap dan tekan masing-masing 3,5 m dan 18,5 m diatas atmosfir dan rugi aliran 1 m dengan daya pompa 96 Hp, tentukanlah : a. Kecepatan aliran b. Tinggi angkat (head) c. Momen torsi d. Efisiensi overall (ηo) Diketahui: Dimp Ds Dd Q N Hf Hs Hd P



= 30 cm = 0,3 m; = 30 cm = 0,3 m; = 22,5 cm = 0,225 m; = 200 liter/s = 0,2 m3/s; = 1200 rpm; = 1 m; = 3,5 m; = 18,5 m; = 96 Hp = 71,712 kW



Ditanya: a) Kec. isap (Vs) dan hantar (Vd) b) Hm c) T d) ηo



Jawab: (a) Langkah 1: mencari luas penampang pipa isap dan pipa hantar



π Ds 2 4 π 2 A s  0,3 4 A s  0,07065 m 2 As 



π Dd 2 4 π 2 A d  0,225 4 A d  0,03974 m 2 Ad 



Langkah 2 : mencari kec. air pada pipa isap dan hantar



Vs 



Q 0,2   2,833 m/s A s 0,07065



Vd 



Q 0,2   5,033 m/s A d 0,03974



(b) Langkah 1: mencari nilai head sisi isap (Hs) dan head sisi hantar (Hd) P = Hatm – 3,5 = 10,3 – 3,5 = 6,8 m m P1 = Hatm + 18,5 = 10,3 + 18,5 = 28,8 m m



Langkah 2: Dengan menggunakan persamaan bernoulli:  P1 V12   P V 2  Hm        Hf  m 2g   m 2g  2 2   5,033    2,833  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:



 V2   Hm  Ha  Hf    2g    dimana : H a  H s  H d H f  H fs  H fd  5,0332  2,8332   H m  3,5  18,5  1    29,81   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 ) 2πNt 2 πN Ps  ω1  60 60 23,141200t 23,141200 71,712  ω1  60 60 4302,72 ω1  125,6 rad/s t  7536 t  0,571 s Langkah 2: mencari percepatan sudut (α) dan momen inertia impeller (I)



ω - ω  α 1 0



t dimana : ω0  0, jadi



125,6 - 0  rad/s α 0,571 s



α  219,96 rad/s2



Iimp 



2 MR imp



2 asumsi : impeller merupakan benda bulat pipih dan padat, jadi Iimp Iimp



2  10,15 



2  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 (ɳo) mQH m P η0 1 (kg/s) x 9,81 (m/s 2 ) x 0,2 (m 3 /s) x 23,882 (m) η0  71,712 (kW) 46,856 η0   100 % 71,712 η 0  65,34 %