BAB I TUJUAN PENGUJIAN

Pengujian dilakukan dengan tujuan supaya praktikan dapat lebih memahami karakteristik pompa aksial pada berbagai posisi runner blades dan diffuser blades yang berbeda, serta putaran poros yang berbeda pula. Dan mampu menggambarkan dalam grafik serta mampu menganalisa hubungan antara teori dengan praktek, sehingga dapat lebih memahami arti fisik dari proses kerja pompa aksial.BAB II TEORI

Pompa aksial adalah salah satu alat yang berfungsi untuk mengalirkan fluida dari potensial rendah ke potensial yang lebih tinggi dengan menggunakan gerak putaran dari blades dan mempunyai arah aliran yang sejajar dengan sumbu porosnya.

Persamaan-persamaan dasar teoritis dalam menganalisa karakteristik pompa aksial adalah:

Persamaan kontinuitasPersamaan energiPersamaan momentumPersamaan sirkulasiPersamaan teori Kutta-Zhukowsky

Dengan menguraikan dan mensubstitusikannya dari persamaan itu akhirnya akan didapat karakteristik pompa aksial.

Pompa aksial ini dapat juga digolongkan sebagai salah satu dari kinetik pump, karena perpindahan fluida di sini tidak disebabkan oleh perpindahan dari alat-alat yang digerakkan oleh tenaga kinetis yang berasal dari tenaga penggerak tersebut. Pada umumnya pompa aksial mempunyai dua bagian yang penting yaitu:

Casing: yang meliputi rumah dan bantalan poros utama.Blades: yang terdiri dari runner blades (yang berputar) dan diffuser blades (blades yang diam).Runner blades: berfungsi menaikkan energi potensial fluida, karena dari sinilah terjadiperpindahan energi, dari energi mekanik menjadi energi fluida, dengan cara memberikan energi di kinetiknya kepada fluida.Diffuser blades (Guide Vane): berfungsi merubah energi kinetik menjadi energi potensialfluida, dengan cara memberikan aliran fluida yang helical menjadi aliran yang lurus (straight flow) sepanjang sumbu pompa.BAB III

CARA KERJA POMPA AKSIAL

Karena adanya perputaran dari blade yang mempunyai kedudukan sudut tertentu sehingga tekanan dari sisi hisap blades pada daerah suction menjadi lebih rendah, akibatnya fluida mengalir ke sisi hisap, blades tersebut yang selanjutnya masuk ke sisi tekan blades, pada daerah discharge yang bertekanan lebih tinggi, dan dari sini fluida bergerak atau mengalir ke tempat yang bertekanan lebih rendah (lihat gambar 1).

Pada pompa aksial ini fluida mengalir pada suatu pipa yang sama sehingga dapat diasumsikan bahwa kecepatan aksial sebelum dan sesudah runner blades adalah sama. Dengan demikian semua teori pada pompa aksial selalu berdasarkan pada asumsi tersebut.

Untuk mengetahui harga daripada besaran-besaran pompa aksial, maka digunakan rumus- rumus sebagai berikut:

Tinggi Kenaikan atau Julang (head) pompa:

dengan:

hp: perbedaan tekanan antara suction dengan discharge yang terlihat pada manometer (mmHg) (lihat gambar 2).

Kapasitas Aliran (Q):

dengan:A2Hv= Luas penampang dari venturi (m2).= Heat Venturi (m)

= d2/d1

d1= Diameter terbesar dari venturi

d2= Diameter terkecil dari venturi

Cd= Coefficient of discharge (lihat gambar 3)= 0,9858 (0,196) 4

dengan:d1= 132 mm d2= 85 mmHv= (12,6/1000).hv (mm)hv= perbedaan tekanan pada venturi

Daya motor atau daya poros (Nm)

dengan:n= Putaran motor (rpm)

F= Gaya (N)

L= Panjang lengan Moment (l) = 0,2381

Daya pompa atau daya fluida (Np)

dengan:Q= kapasitas aliran fluida (m3/det)

Hp= head pompa (m)= berat jenis air (N/m3) = 9810 N/m3

Effisiensi pompa (p)

dengan:Np= daya pompa (Watt)

Nm= daya motor (Watt)

BAB IV

SPESIFIKASI UNIT PENGUJIAN

PompaJenis: Pompa air axial dari Gilbert Gilkers & Gordon Ltd Tinggi kenaikan (head) : 3,05 mKapasitas: 1,7 m3/menitPutaran: 3000 rpm (maksimum)Daya motor: 3 kW, 970/1180 rpm, 50/60 Hz, 200 240 volt Panjang lengan: 238,1 mm

Stroboscope:Untuk mengukur kecepatan putaran dari propeler pompa yang mana prinsipnya adalah menyamakan frekuensi lampu stroboskop dengan frekuensi propeler.

Manometer:Manimeter pipa U terdiri dari 3 macam, yaotu:Untuk mengukur selisih tekanan pada venturi.Untuk mengukur perbedaan tekanan antar sisi hisap dengan sisi tekan pada pompa.Untuk mengukur tekanan terhadap udara luar di inlet.

TachometerUntuk mengukur putaran pada motor penggerak. Peralatan:Runner bladesDiffuser bladesInstalasi turbin aksialTorsimeter dengan brake arm ratio 238,1 mmGenerator listrikPengatur putaran motorKatup utamaKatup by passVenturiManometer air raksaUntuk mengukur selisih tekanan pada venturiUntuk mengukur sekisih tekanan isap dan tekanUntuk mengukur selisih tekan isap terhadap atmosfirPompa sentrifugalMotor penggerak pompa sentrifugalStroboskopPengatur sudut runner blades

BAB V

PENGUJIAN

CARA PENGUJIANPersiapkan alat-alat yang dibutuhkan, yaitu:StroboskopTachometerPeriksalah kondisi peralatan pompa, apakah ada kebocoran-kebocoran yang terjadi bila ada perbaikan.Periksa kedudukan katup-katup, pada kondisi awal posisi katup pada kedudukan open (0).Atur permukaan air raksa pada manometer, venturi dan pompa pada posisi nol dalam skala.Atur permukaan air raksa pada manometer blades pada sudut yang telah ditentukan.Atur setting dari diffuser dan runner blades pada sudut yang telah ditentukan.Atur skala selter penunjuk gaya pada kondisi nol.Atur fuction selektor pada posisi motor, input voltage controller pada kedudukan nol lalu putar sakelar utama pada kondisi on.

Catatan:Motor listrik akan berputar hanya apabila input voltage controller mulai dari nol.Setelah motor jalan, kemudian atur pada putaran yang telah ditentukan dengan cara memutar input voltage controller.

Untuk mengetahui putaran yang diinginkan dipergunakan alat tachometer danStroboskope.Perhatian !!!Untuk merubah input voltage controller harus perlahan-lahan.

PARAMETER YANG DIUKUR

Dalam percobaan ini parameter yang diukur adalah Hv, Ht, p pada putaran dan kedudukan yang runner blades (Qr) dan diffuser blades (Qd) tertentu.BAB VI

PENGOLAHAN DATA

Perhitungan

Data Percobaan

= 10; n1 = 600 rpm

PosisiKatupF(N)hv(mmHg)hp(mmHg)5/64.11124/63.9153/63.7142/63.7311/63.951.504.151

= 30; n1 = 600 rpm

PosisiKatupF(N)hv(mmHg)hp(mmHg)5/61.51134/61.41113/61.4162/61.3131/61.33201.252

= 10; n1 = 1200 rpm

PosisiKatupF(N)hv(mmHg)hp(mmHg)5/652464/64.71443/64.45212/6413101/63.817603.7183

= 30; n1 = 1200 rpm

Posisi Katup

F (N)hv (mmHg)

hp (mmHg)5/62.81474/62.7141

10

3/62.36162/621491/61.820401.7212

Contoh perhitungan:

Misalnya untuk posisi katup 5/6 pada = 30 dan n1 = 1200 rpm:

F = 2,8 Nd1 = 132 mm = 0,132 m d2 = 85 mm = 0,085 m

Mencari Q:

Np = Q.Hp.air = (0,003087).(0,6392).(9810) = 19,35575 watt

Hasil Perhitungan

= 10; n1 = 600 rpm

PosisiKatup

Hv (m)

Hp (m)

Q (m3/s)

Np (W)

Nm (W)

p (%)

ns (rpm)5/60.01360.16320.0030874.94189561.305998.061031473.86674/60.01360.0680.0030872.05912358.315453.531007913.72313/60.01360.05440.0030871.64729855.324922.9774981080.1822/60.04080.01360.0053460.71330155.324921.2892944020.8921/60.0680.02040.0069021.38130258.315452.3686723370.66900.0680.01360.0069020.92086861.305991.5020844568.615

= 30; n1 = 600 rpm

PosisiKatup

Hv (m)

Hp (m)

Q (m3/s)

Np (W)

Nm (W)

p (%)

ns (rpm)5/60.01360.17680.0030875.35371922.4290223.86961446.25654/60.01360.14960.0030874.5300720.9337521.64003505.82183/60.01360.08160.0030872.47094720.9337511.80365796.94562/60.01360.04080.0030871.23547419.438486.3558131340.2971/60.04080.02720.0053461.42660219.438487.3390612390.83700.0680.02720.0069021.84173517.9432210.264242716.515

= 10; n1 = 1200 rpm

PosisiKatup

Hv (m)

Hp (m)

Q (m3/s)

Np (W)

Nm (W)

p (%)

ns (rpm)5/60.02720.62560.00436526.79076149.526817.91703411.39714/60.01360.59840.00308718.12028140.555212.89193357.67013/60.0680.28560.00690219.33822131.583614.69653931.42982/60.17680.1360.0111314.84855119.621412.412952063.2791/60.23120.08160.01272710.18798113.64048.9651043236.46500.24480.04080.0130965.241671110.64984.737175521.401

= 30; n1 = 1200 rpm

PosisiKatup

Hv (m)

Hp (m)

Q (m3/s)

Np (W)

Nm (W)

p (%)

ns (rpm)5/60.01360.63920.00308719.3557583.7350123.11549340.40724/60.01360.55760.00308716.8848180.7444720.91141377.1243/60.08160.21760.00756116.1401668.7823323.465561195.4182/60.19040.12240.0115513.8681659.8107223.186742274.691/60.2720.05440.0138047.36694253.8296513.685664568.61500.28560.02720.0141453.77443450.839117.4242737777.758

Grafik dan Analisis

Hp vs Q

= 10 (biru), = 30 (coklat); n1 = 600 rpm

Hp vs Q

0.20.180.160.140.120.10.080.060.040.020

00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008

Kurva head pompa (vs kapasitas aliran) menggambarkan besarnya head pompa yang dibutuhkan sistem pada berbagai debit/kapasitas aliran agar pompa dapat bekerja.Dari kurva di atas, terlihat bahwa semakin tinggi head pompa, debit/kapasitas aliran pompa semakin rendah. Pada putaran (motor) 600 rpm dan = 10, pompa mencapai head tertingginya pada 0,1632 m dan kapasitas aliran/debit 0,003087 m3/s. Pompa mencapai head terendahnya pada 0,0136 m dan kapasitas aliran/debit 0,006902 m3/s. Pada posisi = 30, pompa mencapai head tertingginya pada 0,1768 m dan kapasitas aliran/debit 0,003087 m3/s. Pompa mencapai head terendahnya pada 0,0272 m dan kapasitas aliran/debit 0,006902 m3/s. Semakin besar posisi blades, semakin tinggi pula head pompanya.

= 10 (biru), = 30 (coklat); n1 = 1200 rpm

Hp vs Q

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

000.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.016

Dari kurva di atas, terlihat bahwa semakin tinggi head pompa, debit/kapasitas aliran pompa semakin rendah. Pada putaran (motor) 1200 rpm dan = 10, pompa mencapai head tertingginya pada 0,6256 m dan kapasitas aliran/debit 0,004365 m3/s. Pompa mencapai head terendahnya pada 0,0408 m dan kapasitas aliran/debit 0,013096 m3/s. Pada posisi = 30, pompa mencapai head tertingginya pada 0,6392 m dan kapasitas aliran/debit 0,003087 m3/s. Pompa mencapai head terendahnya pada 0,0272 m dan kapasitas aliran/debit 0,014145 m3/s. Semakin besar posisi blades, semakin tinggi pula head pompanya.

Np vs Q

= 10 (biru), = 30 (coklat); n1 = 600 rpm

Np vs Q

6

5

4

3

2

1

000.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008

Kurva daya pompa (vs debit/kapasitas aliran) menggambarkan besarnya daya pada pompa pada berbagai kondisi debit sistem.Dari kurva di atas, terlihat bahwa daya pompa akan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya kapasitas aliran/debit pompa. Pada putaran (motor) 600 rpm dan = 10, pompa mencapai daya tertingginya pada 4.941895 watt dan kapasitas aliran/debit 0,003087 m3/s. Pompa mencapai daya terendahnya pada 0.920868 watt dan kapasitas aliran/debit 0,006902 m3/s. Pada posisi = 30, pompa mencapai daya tertingginya pada 5.353719 watt dan kapasitas aliran/debit 0,003087 m3/s. Pompa mencapai daya terendahnya pada 1.841735 watt dan kapasitas aliran/debit 0,006902 m3/s. Semakin besar posisi blades, semakin besar pula daya pompanya.

= 10 (biru), = 30 (coklat); n1 = 1200 rpm

Np vs Q

30

25

20

15

10

5

000.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.016

Dari kurva di atas, terlihat bahwa daya pompa akan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya kapasitas aliran/debit pompa. Pada putaran (motor) 1200 rpm dan = 10, pompa mencapai daya tertingginya pada 26.79076 watt dan kapasitas aliran/debit 0,003087 m3/s. Pompa mencapai daya terendahnya pada 5.241671 watt dan kapasitas aliran/debit 0,006902 m3/s. Pada posisi = 30, pompa mencapai daya tertingginya pada 19.35575 watt dan kapasitas aliran/debit 0,003087 m3/s. Pompa mencapai daya terendahnya pada 3.774434 watt dan kapasitas aliran/debit 0,006902 m3/s. Semakin besar posisi blades, semakin besar pula daya pompanya.

p vs Q

= 10 (biru), = 30 (coklat); n1 = 600 rpm

p vs Q

30

25

20

15

10

5

000.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008

Kurva effisiensi pompa (vs debit/kapasitas aliran) menggambarkan besarnya effisiensi pada pompa yang terjadi pada berbagai kapasitas aliran/debit.

Terlihat dari kurva bahwa effisiensi pompa mencapai titik tertingginya pada kapasitas aliran terendah. Titik pada kurva yang menggambarkan posisi effisiensi tertinggi pompa disebut sebagai BEP (Best efficiency point). Pada titik BEP, pompa akan beroperasi pada kondisi optimal. Pada putaran (motor) 600 rpm dan = 10, pompa mencapai effisiensi tertingginya sebesar 8.061031 %. Pada posisi = 30, pompa mencapai effisiensi tertingginya sebesar 23.86961 %.

= 10 (biru), = 30 (coklat); n1 = 1200 rpm

p vs Q

25

20

15

10

5

000.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.016

Pada putaran (motor) 600 rpm dan = 10, pompa mencapai effisiensi tertingginya sebesar 17.91703 %. Pada posisi = 30, pompa mencapai effisiensi tertingginya sebesar 23.11549 %.

ns vs Q

= 10 (biru), = 30 (coklat); n1 = 600 rpm

ns vs Q

5000450040003500300025002000150010005000

00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008

Kurva diatas menggambarkan besarnya putaran blades pada berbagai kondisi kapasitas aliran. Semakin besar kapasitas aliran, semakin cepat putaran blades.

= 10 (biru), = 30 (coklat); n1 = 1200 rpm

ns vs Q

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

00.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.016

Kurva diatas juga menggambarkan besarnya putaran blades pada berbagai kondisi kapasitas aliran. Semakin besar kapasitas aliran, semakin cepat putaran blades.

BAB VIITUGAS DAN PERTANYAAN

Iklan pompa aksial:

Warman Q pump The Warman Q pump is a heavy duty axial flow pumps for all kinds of crystallisation processes. The pumps are supplied in a wide range of materials, including stainless steels, monel, super duplex and are designed for all kinds of crystallisation processes. Fully protected heavy duty shaft with minimum shaft deflection. The Warman Q pump range is developed and manufactured by Weir MineralsNetherlands b.v.

FEATURES / BENEFITS

Capacity: up to 80.000 m3/hHead: Up to 9.5 mTemperature: Up to 200 CMAWP: up to 10 barFlange drilling: DIN or ANSI

Sizes: DN 300 (12") DN 2000 (80")

APPLICATIONS

Continuous circulation of corrosive/abrasive solutions, brine slurries, process wastesCrystallisation and evaporation processes (brine, seawater)Salt plantsVarious chemical plantsRegeneration plantsWaste water treatmentPotash plants

Sealing OptionsStuffed packing boxStuffed packing box with secondary stand-still packing deviceSingle or double cartridge mechanical seal

Standard options pump materials316 Stainless SteelDuplex Stainless SteelSuper Duplex Stainless SteelMonelAlloy 625 / Alloy 31254 SMOOther material options on clients request

ConfigurationsSuspended, V-belt driven, with motor underslung to the pumpSuspended, V-belt driven, with motor on separate base plateSuspended, gear box driven, with drive unit on separate base plateCentreline mounted cast version

DIN and ANSI flanges DN250 (10") DN2000 (80")Heavy duty bearing arrangement Grease or oil lubricated bearing housingLabyrinth type deflector on both sides of bearing bracket Impeller hub keyed and bolted on shaftAdjustable, positively locked impeller blades (optional) Flow in both directions possibleHigh efficiency/low NPSH hydraulicsSteep performance curves

Axial Pump

Hidrostal A-pump

The Hidrostal A-Pump is suitable for rain and high water pump stationes, for irrigate and drain jobs, and everywhere there, where solids could be.

Hidrostal tubular pump

The tubular pump with the Hidrostal screw centrifugal impeller for pit installation.

Axial Flow Pumpsfor high flow low head applications

Lawrence axial flow pumps are designed and built for reliable service, low maintenance and are backed by our long standing reputation for quality and attention to detail. Since 1936 Lawrence Series 9000 Axial Flow pumps have handled literally billions of gallons of process fluids. Typical applications for the Axial Flow pump include evaporators, crystallizers, heat recovery, and high- volume mixing.

Capabilities:Flows to 150,000 GPM (35,000 m3/hr)Heads to 36 ft (11 m)Temperatures to 300 F (149 C)Pressures to 150 psig (10.3 bar)

Axial Flow pumps are designed for pressures and temperatures required to meet customers'

20

specifications. LPI manufactures pumps in all castable materials including: Cast iron, Carbon steel, abrasion and corrosion-resistant alloys, stainless steels, Duplex alloys, Titanium, Zirconium, and specialtiy materials as required.

LPI's horizontal Axial-Flow pump is furnished with large-diameter shafts which are fully cantilevered into the elbow, completely eliminating the need for any internal support bearings. Large diameter shafts are designed for minimum deflection in the packing box area, allowing the use of either a mechanical seal or packed box design.

The Back-Pull-out feature simplifies internal inspection and maintenance of the rotating element and propeller without disturbing the suction and discharge piping or motor.

Product Applications

Evaporators Crystallizers Heat RecoveryHigh Volume Mixing

BAB VIII PENUTUP

Kesimpulan

Pompa aksial merupakan alat yang berfungsi untuk mengalirkan fluida dari potensial rendah ke potensial yang lebih tinggi dengan menggunakan gerak putaran dari blades dan mempunyai arah aliran sejajar dengan sumbu porosnya.Kurva hubungan antara head, daya, effisiensi, putaran blades pompa terhadap kapasitas aliran menggambarkan karakteristik dari pompa aksial. Kurva-kurva tersebut digunakan untuk memilih kinerja optimal pada pompa. Semakin tinggi head pompa, debit/kapasitas aliran pompa semakin rendah. Daya pompa akan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya kapasitas aliran/debit pompa. Effisiensi pompa mencapai titik tertingginya pada kapasitas aliran terendah. Dan semakin besar kapasitas aliran, semakin cepat putaran blades.

Saran

Sebaiknya alat-alat yang ada diperbaharui, alat yang digunakan untuk praktikum, sudah tua dan kotor serta berkarat.Dalam melakukan praktikum, amati dengan cermat pergerakan pengatur sudut blades, sebab getaran motor pada pompa cukup besar sehingga menyebabkan pergeseran pada sudut blades secara konstan.

Daftar Pustaka

V.M. Cherhasshy, Pump Fans Compressors, Mir Publisher, Moscow, 1980.

Da Cruz, Bernard, Pump Characteristics and ISO Efficiency Curves, Pumps:Maintenance, Design, and Reliability Conference (pdf data) 2009.

http://www.hidrostal.ch/en/produkte/axialpumpen.php

http://www.gouldspumps.com/pump_AF.html

http://www.weirminerals.com/products__services/centrifugal_slurry_pumps/warman_axial_flow_p umps/warman_q_pump.aspx

http://www.lawrencepumps.com/products/axial.html

LAMPIRAN