BAB II

CENTRIFUGAL PUMP SIMULATOR

Kehidupan manusia yang semakin berkembang dan tidak jalan ditempat,

hal ini membuat ilmu pengetahuan dan teknologi pun ikut berkembang. Hal ini

pula yang memicu manusia untuk mempermudah kehidupan mereka dengan

menghasilkan sesuatu yang dapat membantu mereka dalam melakukan pekerjaan

atau aktivitas.

Sehingga secara bertahap manusia juga akan mengalami perubahan dan

perkembangan, dalam hal ini dimaksudkan agar manusia dapat memanfaatkan

Sumber Daya Alam dengan baik dan benar. Manusia mengembangkan alat-alat

dan mesin-mesin yang dikerjakan secara otomatis dan bekerja secara terus

menerus.

Dalam hal ini pembaca diharapkan mengetahui cara kerja dari pompa

sentrifugal dengan lebih mudah dan mengetahui bagian-bagian utama dari pompa

sentrifugal.

2.1. Pengertian Pompa Sentrifugal (Centrifugal Pump)

Pompa sentrifugal adalah suatu pompa yang memindahkan cairan dengan

memanfaatkan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh putaran impeler. Pompa

sentrifugal mengubah enegi kecepatan menjadi energi tekanan.

8

9

2.1.1. Cara kerja Pompa Sentrifugal

Cairan masuk ke impeler dengan arah aksial melalui mata impeler

(impeller eye) dan bergerak ke arah radial diantara sudu-sudu impeler (impeller

vanes) hingga cairan tersebut keluar dari diameter luar impeler. Ketika cairan

tersebut. meninggalkan impeler, cairan tersebut dikumpulkan didalam rumah

pompa (casing). Salah satu desain casing dibentuk seperti spiral yang

mengumpulkan cairan dari impeler dan mengarahkannya ke discharge nozzle.

Discharge nozzle dibentuk seperti suatu kerucut sehingga kecepatan aliran yang

tinggi dari impeler secara bertahap turun. Kerucut ini disebut difuser (diffuser).

Pada waktu penurunan kecepatan di dalam diffuser, energi kecepatan pada aliran

cairan diubah menjadi energi tekanan.

2.1.2. Komponen-komponen Pompa Sentrifugal

Gambar 2.1. Bagian Pompa Sentrifugal

10

Gambar 2.3. Komponen-Komponen Pompa Sentrifugal

11

a. Impeller

Impeller merupakan cakram bulat dari logam dengan lintasan untuk aliran

fluida yang sudah terpasang. Impeler biasanya terbuat dari perunggu,

polikarbonat, besi tuang atau stainless steel, namun bahan-bahan lain juga

digunakan. Sebagaimana kinerja pompa tergantung pada jenis impelernya,

maka penting untuk memilih rancangan yang cocok dan mendapatkan

impeler dalam kondisi yang baik. Jumlah impeler menentukan jumlah

tahapan pompa. Pompa satu tahap memiliki satu impeler dan sangat cocok

untuk layanan head (=tekanan) rendah. Pompa dua tahap memiliki dua

impeler yang terpasang secara seri untuk layanan head sedang. Pompa

multi-tahap memiliki tiga impeler atau lebih terpasang seri untuk layanan

head yang tinggi.

b. Pump Chasing

Fungsi utama chasing adalah menutup impeler pada penghisapan dan

pengiriman pada ujung dan sehingga berbentuk tangki tekanan. Tekanan

pada ujung penghisapan dapat sekecil sepersepuluh tekanan atmosfir dan

pada ujung pengiriman dapat dua puluh kali tekanan atmosfir pada pompa

satu tahap.

c. Back Plate

Back plate terbuat dari logam dimana dengan kasing pompa membentuk

kamar cairan untuk fluida untuk dijadikan tekanan.

12

d. Mechanical Seal

Koneksi antara batang motor shaft/pompa dan selubung pompa dilindungi

oleh suatu segel mekanik.

e. Shroud dan Legs

Kebanyakan jenis pompa di coba dengan shourd dan legs yang dapat

disetel. Shroud dibatasi untuk meredam suara gaduh dan melindungi motor

dari kerusakan.

f. Pump Shaft

Kebanyakan pompa mempunyai batang potongan yang ditempatkan

dibatang motor untuk menggabungkan tekanan, menghapuskan

penggunaan keyways. Perakitan batang potongan dapat didesain secara

sederhana, sekalipun begitu masih menjamin pengarahan metode untuk

mengurangi suara gaduh dan getaran. Untuk pompa sentrifugal multi-stage

panjang batang pompa akan berbeda tergantung dari banyaknya pendorong

yang digunakan.

g. Adaptor

Kebanyakan pompa dengan suatu standar IEC motor elektrik. Koneksi

antara motor dan backplate dihubungkan oleh suatu adaptor dimana

sesusai dengan standar IEC atau C-frame motor elektronik..

2.1.3. Keuntungan dan Kerugian

Keuntungannya :

Merupakan jenis yang paling umum/ banyak digunakan

13

Konstruksinya sederhana

Operasinya andal

Harganya murah

Kapasitasnya besar

Efisiensinya bagus

Dapat digunakan untuk suhu tinggi

Kerugiannya :

Tidak cocok untuk cairan yang viskositasnya rendah

Tidak self priming, walaupun dengan desain khusus dapat dibuat menjadi

self priming

Tidak cocok untuk kapasitas yang kecil.

2.2. Spesifikasi Centrifugal Pump Simulator

Untuk diketahui secara rinci bahwa spesifikasi centrifugal pump simulator

adalah sebagai berikut :

a. Sistem operasi : otomatis

b. Tinggi meja : 650 mm

c. Lebar Meja : 550 mm

d. Panjang : 665 mm

2.3. Fungsi Centrifugal Pump Simulator

Pompa sentrifugal sendiri memiliki fungsi . Sehingga fungsi simulator

pompa sentrifugal adalah untuk memberi penjelasan atau memperlihatkan cara

14

kerja suatu pompa sentrifugal. Sehingga mesin ini adalah suatu simulasi dari

sebuah pompa sentrifugal dengan penggerak motor listrik. Dalam hal ini

centrifugal pump simulator menggunakan tenaga listrik untuk menggerakkan

motornya.

2.4. Prinsip Kerja Centifugal Pump Simulator

Adapun prinsip kerja Sentrifugal Pump Simulator sederhana memiliki

langkah sebagai berikut :

Motor dihidupkan dan akan menggerakkan couple yang terhubung dengan

reducer dengan kecepatan 1400 rpm. Pada simulasi ini digunakan reducer dengan

perbandingan 1:50 jadi kecepatan akan berkurang setelah melewati reducer, yaitu

menjadi 28 rpm pada puli diameter 90 mm yang terhubung pada reducer. Puli

tersebut dihubungkan dengan puli yang berada di pompa menggunakan V belt.

Putaran 28 rpm inilah yang akan digunakan untuk simulasi dan menggerakkan

pompa sentrifugal.

2.5. Komponen-komponen utama

Centrifugal Pump Simulator ini memiliki bagian-bagian utama yang

menunjang dalam kerjanya dan memiliki fungsinya masing-masing. Berikut ini

komponen-komponen utama dari Centrifugal Pump Simulator :

15

2.5.1. Pompa Sentrifugal

Centrifugal Pump atau pompa sentrifugal adalah komponen yang paling

utama dalam simulasi ini. Karena bagian ini lah yang akan diperlihatkan

sistem kerjanya.

2.5.2. Motor Penggerak

Dalam kerjanya simulasi ini menggunakan motor sebagai penggeraknya,

motor yang digunakan dalam simulasi ini adalah motor dengan tenaga ¼ hp 1

phase karena sebuah simulasi tidak membutuhkan putaran yang cepat.

Sehingga fungsi dari motor ini adalah sebagai penggerak pompa sentrifugal.

2.5.3. Reducer

Reducer adalah alat yang berfungsi untuk mentransmisikan putaran tinggi

menjadi putaran rendah, sehingga motor yang memiliki putaran tinggi diubah

menjadi pelan oleh reducer. Reducer yang dipakai dalam simulasi ini adalah

reducer dengan perbandingan 50:1 karena membutuh putaran pelan agar

terlihat dengan jelas dan tidak merusak pompa sentrifugal.

2.5.4.Meja Peraga

Meja peraga adalah bagian yang penting pada centrifugal pump simulator,

karena meja ini digunakan sebagai dudukan dari pompa sentrifugal, motor

penggerak dan reducer. Dalam pembuatannya bahan yang digunakan adalah

besi siku dengan ukuran 40x40 mm, meja ini terdiri dari permukaan dan kaki

meja. Keduanya disambung menggunakan mesin las, meja peraga dibuat

perhitungan yang sedikit sulit karena diperlukan meja yang kokoh sehingga

tidak cepat rusak.

16

2.5.5. Couple

Couple memiliki fungsi mentransmisikan daya dari motor ke reducer

secara langsung. Poros motor dan poros reducer harus dipasang pada satu

sumbu agar couple dapat mentransmisikan dengan baik dan maksimal. Di

dalm couple terdapat karet yang berfungsi sebagai peredam kejutan saat motor

pertama kali dihidupkan.

2.5.6. Puley Alumunium

Fungsi puli ini adalah sebagai pasangan atau tempat V belt untuk

meneruskan daya yang diterima dari reducer ke puli yang terdapat pada

pompa sentrifugal. Puli yang digunakan adalah puli alumunium tipe A karena

tahan karat, ringan dan kemungkinan terjadi slip sangat kecil sehingga

centrifugal pump dapat bekerja dengan maksimal.

2.5.7. V-Belt

Komponen ini memiliki fungsi untuk menghubungkan puli pada reducer

dengan puli yang terdapat pada badan pompa. V-belt yang digunakan adalah

v-belt tipe A karena memiliki kekuatan tarik yang besar, ramping dan mudah

didapatkan di pasaran. Sabuk ini terbuat dari karet yang mempunyai

penampang trapesium, tenunan tetron atau sejenisnya yang digunakan sebagai

inti dari sabuk untuk membawa tarikan yang besar.

2.5.8. Push Button

Sistem pengontrolan motor dengan menggunakan kontaktor magnet

diperlukan tombol-tombol tekan untuk mengendalikan sistem rangkaian

17

kontrolnya. Menurut kedudukan kontak-kontaknya, tombol tekan dibagi

menjadi 2 yaitu :

1. Tombol Tekan Normally Open (NO)

Tombol tekan normally open adalah tombol tekan yang dalam keadaan

normal kontaknya terbuka sebelum ditekan/dioperasikan. Apabila tombol

ini ditekan, maka lidahnya akan menutup, tetapi jika tombol tekannya

dilepaskan kembali lagi maka lidah kontak akan kembali ke posisi semula.

2. Tombol Tekan Normally Closed (NC)

Tombol tekan normally closed yaitu kebalikan dari tombol tekan normally

open, dalam keadaan normal kontaknya tertutup. Tekanan yang diberikan

bukan untuk mengadakan penutupan melainkan pembukaan.

2.6. Bahan dan Komponen

No. Nama Bahan Spesifikasi Satuan Jumlah

1. Motor ¼ hp,v =1400 rpm Buah 1

2. Gear Box I = 1/50 Buah 1

3. Besi Siku P = 8 meter Batang 1

4. Papan 750x650 mm Lembar 1

5. Kaca 650x550x400 mm Lembar 5

6. Plat Besi 70x70 mm Buah 4

7. Karpet Hijau 750x650 mm Lembar 1

8. V-Belt Tipe 50B Buah 2

9. List Siku Alumunium 8,5 meter Batang 1

18

10. Lem Aibon _ Buah 2

11. Roda Hm 3” Set 4

12. Tiner Super _ Liter 3

13. Cat Nippe Hitam _ Kaleng 2

14. Cat Nippe Biru _ Kaleng 1

15. Cat Nippe Kuning _ Kaleng 1

16. Cat Nippe Merah _ Kaleng 1

17. Baut dan Mur M3x0,5 mm Pcs 40

18. Fiber 3x3 m Lembar 1

19. Sekrup M5x1 mm Pcs 10

20. Bearing _ Buah 2

21. Couple _ Set 1

22. Sakelar _ Buah 1

23. Kabel Serabut 1,5x2 m Meter 1

24. Stop Contack _ Buah 1

25. Paku Triplek _ Buah 30

26. Baut dan Mur M17x2,25 mm Pcs 4

2.1. Tabel Bahan Dan Komponen

19

2.7. Fasilitas Peralatan

No. Nama Alat Spesifikasi Satuan Jumlah Pemilik

1. Mesin Bubut Standar Unit 1 Sekolah

2. Mesin Gerinda Standar Unit 1 Sekolah

3. Alat Pemotong Plat Standar Unit 1 Sekolah

4. Mesin Frais Standar Unit 1 Sekolah

5. Mesin Bor Standar Unit 1 Sekolah

6. Pahat Rata Kanan 3/8 inch Buah 1 Kelompok

7. Pahat Bubut Dalam Standar Buah 1 Sekolah

8. Kunci L 3 mm Buah 1 Sekolah

9. Center Bor 3 mm Buah 1 Sekolah

10. Mata Bor Ø 4.5 Buah 1 Sekolah

11. Mata Bor Ø 5 Buah 1 Sekolah

12. Mata Bor Ø 12 Buah 1 Sekolah

13. Bor Tangan Standar Unit 1 Sekolah

14. Amplas Standar Lembar 3 Sekolah

15. Mesin Las Standar Unit 1 Sekolah

16. Palu Lunak Standar Buah 1 Sekolah

17. Compressor Standar Unit 1 Sekolah

18. Multitaster Standar Unit 1 Sekolah

19. Tang Skun Standar Unit 1 Sekolah

20. Meteran 5 meter Unit 1 Sekolah

20

21. Kunci Pas 6 Buah 1 Sekolah

22. Kunci Pas 10 Buah 1 Sekolah

23. Kunci Pas 17 Buah 1 Sekolah

24. Kunci Pas 19 Buah 1 Sekolah

25. Cutter Standar Buah 1 Sekolah

26. Tracker Standar Unit 1 Sekolah

27. Gerinda Potong Standar Unit 1 Sekolah

28. Gerinda Tangan Standar Unit 1 Sekolah

29. Jack Saw Standar Unit 1 Sekolah

30. Obeng Plus Standar Buah 1 Sekolah

31. Obeng Min Standar Buah 1 Sekolah

32. Skitmate 150 mm Buah 1 Sekolah

33. Penyiku Standar Buah 1 Sekolah

34. Gergaji Tangan Standar Buah 1 Sekolah

35. Spray Gun Standar Buah 1 Sekolah

2.2. Tabel Fasilitas Peralatan

2.8. Biaya pembelian Bahan

No. Bahan Ukuran/Jumlah Biaya

1. Motor Listrik ¼ hp Rp. 395.000,-

2. Reducer Tipe 50 Rp. 250.000,-

21

3. Besi Siku 12 m Rp. 140.000,-

4. Papan 75x65 cm Rp. 50.000,-

5. Couple 1 unit Rp. 85.000,-

6. Puli Alumunium 1 buah Rp. 40.000,-

7. V-Belt 2 buah Rp. 67.000,-

8. Bearing 2 buah Rp. 70.000,-

9. Roda 1 set Rp. 45.000,-

10. Sakelar 1 buah Rp. 20.000,-

11. Amplas 3 lembar Rp. 11.000,-

12. Cat 4 kaleng Rp. 101.500,-

13. Kaca 1 set Rp. 135.000,-

14. Lem 2 kaleng Rp. 20.000,-

15. List Alumunium 8.5 m Rp. 25.000,-

16. Kabel 2 m Rp. 27.000,-

17. Steker 1 buah Rp. 4.000,-

18. Stop Kontak 1 buah Rp. 5.000,-

19. Mur dan Baut 1 set Rp. 27.000,-

20. Sekrup 1 set Rp. 4.000,-

21. Thinner 3 liter Rp. 37.000,-

22. Kuas 1 pc Rp. 4.000,-

23. Paku 40 buah Rp. 2.000,-

24. Cutter dan Silotip 2 buah Rp. 4.000,-

22

25. Fiber 3x3 m Rp. 60.000,-

26. Lain-lain Rp. 120.000,-

Jumlah Rp. 1.768.000,-

2.3. Tabel Biaya Pembelian Bahan

2.9. Biaya Pemakaian Mesin

No. Nama Mesin Lama Pemakaian Biaya

1. Mesin Bubut Konvensional 3 jam Rp. 60.000,-

2. Mesin Frais Konvensional 3 jam Rp. 50.000,-

3. Mesin Bor 0.5 jam Rp. 5.000,-

4. Mesin Gerinda 0.5 jam Rp. 5.000,-

5. Mesin Las 5 jam Rp. 75.000,-

6. Kompresor 3 jam Rp. 25.000,-

Jumlah Rp.220.000,-

2.4. Tabel Biaya Pemakain Mesin

23

2.10. Perencanaan Kecepatan Putar dan Kekuatan Bahan

Perhitungan Kecepatan Putar :

nmotor = 1400 rpm n2 : n1 = 1 : 50

Daya motor = ¼ Hp n2 . 50 = 1.400 . 1

n2 = 1.400/50

n2 = 28 rpm

untuk kecepatan putar pompa yang digunakan untuk simulasi inibersifat

tidak mengikat.

Torsi poros pompa :

Perhitungan momen puntir poros pompa berdasarkan rumus momen puntir

( T ) yaitu:

T = P keterangan : T : torsi ( Nm )

W W : usaha ( det/mnt )

P = ¼.hp P : daya ( watt )

W = 2. π . n 60

24

T = W .60 ( 2.π.n)

= ¼ . 746 . (60) 2. π. (28)

= 632,34 N.m

Tegangan Pada Kaki Meja :

Berdasarkan pembelajaran perancangan, maka tegangan pada setiap

kaki meja didapat :

σkaki meja = …? Wtotal : berat keseluruhan penyanggaWtotal = 15 kg T : berat / tegangan pompa

Torsi = 4 kg

misal σd = σt

Maka σkaki = Wtot . T Σ kaki

= 15 . 4 4

= 15 kg

Jadi tegangan di setiap kaki meja :15 kg`

2.11. Biaya Tenaga

Jumlah tenaga kerja : 4 orang

Upah tenaga kerja per hari : Rp. 25.000,-

Lama Pengerjaan : 30 hari

Jumlah biaya : Rp. 25.000,00 x 25 = Rp. 625.000,-

25

2.12. Biaya Keseluruhan Pembuatan TAS

Biaya pembelian alat dan bahan : Rp. 1.768.000,-

Biaya pemakaian mesin : Rp. 220.000,-

Biaya tenaga kerja : Rp. 625.000,- +

Total : Rp. 2.613.000,-

2.13. Harga Jual Produk

Harga Jual = total biaya + keuntungan 15%

= Rp. 2.613.000 + Rp. 391.500

= Rp.3.004.950,-