analisa kelayakan pompa sentrifugal dengan …

L A P O R A N S K R I P S I

ANALISA KELAYAKAN POMPA SENTRIFUGAL

DENGAN KAPASITAS 90 LPM UNTUK

GEDUNG PERKULIAHAN LIMA LANTAI

AHMAD KOIRUL ERIYANTO

NIM. 201654006

DOSEN PEMBIMBING

Rianto Wibowo, ST., M.Eng.

Qomaruddin, ST., M.T

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MURIA KUDUS

2020

HALAMAN PERSETUJUAN





NIM. 201654006

Kudus, 28 Agustus 2020

Menyetujui,

Pembimbing Utama,

Rianto Wibowo, ST., M.Eng

NIDN. 0630037301

Pembimbing Pendamping,

Qomaruddin, ST., M.T

NIDN. 0626097102

Mengetahui

Koordinator Skripsi/Tugas Akhir

Taufiq Hidayat, ST., M.T

NIDN. 0023017901

ii

HALAMAN PENGESAHAN





NIM. 201654006


Menyetujui,

Ketua Penguji,

Ir. Masruki Kabib, M.T

NIDN. 0625056802

Anggota Penguji I,

Dr. Akhmad Zidni H., ST., M.Eng

NIDN. 0021087301

Anggota Penguji II,


NIDN. 0630037301

Mengetahui

Dekan Fakultas Teknik

Mohammad Dahlan, ST., M.T

NIDN. 0601076901

Ketua Progdi Teknik Mesin


NIDN. 0630037301

iii

PERNYATAAN KEASLIAN

Saya yang bertanda tangan dibawah ini:

Nama : Ahmad Koirul Eriyanto

NIM : 201654006

Tempat & Tanggal Lahir : Jepara, 20 Juni 1996

Judul Skripsi : Analisa Kelayakan Pompa Sentrifugal Dengan

Kapasitas 90 LPM Untuk Gedung Perkuliahan

Lima Lantai

Menyatakan dengan sebenarnya bahwa penulisan Skripsi ini berdasarkan hasil

penelitian, pemikiran dan pemaparan asli dari saya sendiri, baik untuk naskah

laporan maupun kegiatan lain yang tercantum sebagai bagian dari Skripsi ini.

Seluruh ide, pendapat, atau materi dari sumber lain telah dikutip dalam Skripsi

dengan cara penulisan referensi yang sesuai.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan apabila di kemudian

hari terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran dalam pernyataan ini, maka saya

bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar dan sanksi lain sesuai

dengan peraturan yang berlaku di Universitas Muria Kudus.

Demikian pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar tanpa paksaan dari pihak

manapun.


Yang memberi pernyataan,

Materai 6000

Ahmad Koirul Eriyanto

NIM. 201654006

v

ANALISA KELAYAKAN POMPA SENTRIFUGAL DENGAN

KAPASITAS 90 LPM UNTUK GEDUNG PERKULIAHAN LIMA LANTAI

Nama mahasiswa : Ahmad Koirul Eriyanto

NIM : 201654006

Pembimbing :

1. Rianto Wibowo, ST., M.T

2. Qomaruddin, ST., M.T

RINGKASAN

Gedung perkulihan mebutuhkan air untuk sarana kebersihan, ibadah, toilet

dan lain sebagainya, akan tetapi didalam pemilihan pompa yang kurang tepat

maka akan menimbulkan masalah tidak tercukupinya air digedung, maka dari itu

dilakukan analisa kelayakan pompa sentrifugal dengan kapasitas 90 liter/menit

untuk gedung perkuliahan lima lantai dan penelitian ini diaplikasikan di Gedung J

Universitas Muria Kudus.

Berdasarkan perhitungan dari kebutuhan ataupun kapasitas gedung dengan

menghitung pengguna gedung perharinya didapatkan sebuah rata-rata 230

liter/menit. berdasarkan perhitungan head losses nya didapatkan nilai sebesar

59,098m sedangkan head maximal yang ada pada pompa saat ini adalah 60m.

Sehingga upaya yang dilakukan adalah melakukan perubahan pompa atau

re-desain pompa sesuai dengan kapasitas 230 liter/menit sehingga didapatkan

hasil perhitungan berupa nilai diameter pipa discharge adalah 1,25 inch dan pipa

suction sebesar 1,5 inch dengan nilai power motor sebesar 16,5 Kw dan nilai head

sebesar 116,899 m dan didapatkan perhitungan dimeter luar impeller sebesar

288mm. Maka bila mencari pompa dipasaran dengan kapasitas 230 liter/menit dan

head 116,899 m maka diamter impeller mengacu pada ukuran 288mm.

Kata kunci: Pompa sentrifugal, kapasitas, head, diameter impeller,

vi

ANALISA KELAYAKAN POMPA SENTRIFUGAL DENGAN

KAPASITAS 90 LPM UNTUK GEDUNG PERKULIAHAN LIMA LANTAI

Student Name : Ahmad Koirul Eriyanto

Student Identity Number : 201654006

Supervisor :

1. Rianto Wibowo, ST., M.T

2. Qomaruddin, ST., M.T

ABSTRACT

Recovery buildings need water for sanitation, worship, toilets and etc, but

in the choice of an inaccurate pump it will cause problems with insufficient water

in the building, therefore a feasibility analysis is carried out for a centrifugal

pump with a capacity of 90 liters / minute for lecture building five. floor and this

research was applied in Building J Muria Kudus University.

Based on the calculation of the needs or building capacity by calculating

building users per day, an average of 230 liters / minute is obtained. based on the

calculation of head losses, the value is 59.098m, while the maximum head of the

pump currently is 60m.

So that the effort made is to change the pump or re-design the pump

according to a capacity of 230 liters / minute so that the calculation results in the

form of discharge pipe diameter is 1,25 inch and the suction pipe is 1.5 inch with

a motor power value of 16.5 Kw and a head value of 116.899 m and the

calculation of the outer dimension of the impeller is 288mm. So if you are looking

for a pump on the market with a capacity of 230 liters / minute and a head of

116.899 m, then the impeller diameter refers to the size of 288mm.

Keywords: Centrifugal pump, capacity, head, impeller diameter

vii

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum wr. wb.

Bismillahirohmannirohim

Alhamdulilahhirobbilalamin, puji syukur kepada Allah SWT yang telah

memberikan rahmat nya sehingga penulis dapat menyusun penelitian ini dengan

hidayah dan inayah-NYA sehingga penulis mendapatkan gagasan-gagasan

sehingga munculah ide-ide kreatif sehingga penulis dapat menyelesaikan

penelitian ini.

Allahumasollialla Sayidina Muhammadin Waalaali Sayidina Muhammad,

solawat serta salam penulis tunjukan kepada nabi tercinta Muhammad SAW

semoga diyaumul qiyamah nanti diberikan syafaat-NYA

Alhamdulilah, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penelitian ini dengan

judul ”Analisa kelayakan pompa sentrifugal dengan kapasitas 90 LPM untuk

gedung perkuliahan lima lantai”.

Penyusunan penelitian Skripsi/Tugas Akhir ini ditujukan untuk memenuhi

salah satu syarat memperoleh gelar sastra satu teknik mesin di Universitas Muria

Kudus.

Pelaksanaan penelitian ”Anaisa kelayakan pompa sentrifugal dengan

kapasitas 90 LPM untuk gedung perkuliahan lima lantai” ini dimulai dari bulan

maret sampai dengan agustus dan tak lepas dari bantuan dan dukungan beberapa

pihak, untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. H. Suparnyo, SH., MS, selaku Rekto Universitas Muria Kudus.

2. Bapak Mohammad Dahlan, ST., M.T, selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muria Kudus.

3. Bapak Rianto Wibowo, ST., M.Eng, selaku Kaprogdi Teknik Mesin dan

juga sebagai dosen pendamping utama yang telah memberikan waktu,

gagasan-gagasan ilmiah serta memberikan motivasi kepada penulis

sehingga dapat menyelesaikan penelitian ini.

viii

4. Bapak Qomaruddin, ST., M.T, selaku dosen pembimbing pendamping

yang telah memberikan waktunya untuk membimbing penulis kejalan

yang benar dalam penelitian ini sehingga penulis dapat menyelesaikan

penelitian.

5. Bapak Ir. Masruki Kabib, M.T, selaku dosen penguji yang telah

memberikan motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian.

6. Bapak Dr. Akhmad Zidni Hudaya, S.T., M.Eng. selaku dosen penguji

yang telah memberikan masukkan kepada penulis.

7. Bapak Taufiq Hidayat, ST., M.T, selaku koordinator tugas akhir

8. Bapak Kasbani dan ibu Sumiati selaku orang tua penulis yang telah

memberikan materi dan motivasi kepada penulis untuk menyelesaikan

penelitian ini.

9. Amir, Vicky, Legsi, Imam, Heru, Andika dan Mahasiswa teknik mesin

angkatan tahun 2016 yang telah memberikan tempat tinggal sementara

bagi penulis untuk menyelesaikan penelitian ini.

Penulis sadar bahwa dalam penelitian ini ada kekurangan dan ketidak

sempurnaan di dalam penulisan ini, oleh karena itu penulis menerima kritik, saran

dan masukan dari pembaca sehingga penulis dapat lebih baik di waktu yang akan

datang. Akhirnya penulis berharap semoga penelitian ini bisa bermanfaat

khususnya bagi penulis dan umumnya bagi para pembaca.

Kudus, Agustus 2020

Penulis

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN PERSETUJUAN .............................................................................. i

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... ii

PERNYATAAN KEASLIAN .............................................................................. iii

RINGKASAN ........................................................................................................ v

ABSTRACT ........................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ......................................................................................... vii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xv

DAFTAR SIMBOL ............................................................................................ xvi

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xvii

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN ...................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN ......................................... Error! Bookmark not defined.

1.1. Latar Belakang .......................................... Error! Bookmark not defined.

1.2. Perumusan Masalah .................................. Error! Bookmark not defined.

1.3. Batasan Masalah ........................................ Error! Bookmark not defined.

1.4. Tujuan ........................................................ Error! Bookmark not defined.

1.5. Manfaat ...................................................... Error! Bookmark not defined.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .............................. Error! Bookmark not defined.

2.1. Pompa ......................................................... Error! Bookmark not defined.

2.1.1 Dynamic Pump .................................... Error! Bookmark not defined.

2.1.2 Positive displacement pump ................ Error! Bookmark not defined.

2.2. Pompa Sentrifugal ..................................... Error! Bookmark not defined.

2.2.1 Komponen Pompa Sentrifugal .......... Error! Bookmark not defined.

2.3. Laju aliran air ............................................ Error! Bookmark not defined.

2.4. Spesifikasi pompa yang digunakan .......... Error! Bookmark not defined.

2.5. Perhitungan-perhitungan ......................... Error! Bookmark not defined.

2.4.1 Diameter pipa dan kecepatan aliran Error! Bookmark not defined.

x

2.4.2 Kerugian gesek pipa dan sambungan ............ Error! Bookmark not

defined.

2.4.3 Kecepatan aliran fluida ..................... Error! Bookmark not defined.

2.4.4 Bilangan Reynolds .............................. Error! Bookmark not defined.

2.4.5 Kerugian gesek pada pipa masuk ..... Error! Bookmark not defined.

2.4.6 Kerugian gesek pada elbow (90⁰) ...... Error! Bookmark not defined.

2.4.7 Gesek pada Tee ................................... Error! Bookmark not defined.

2.4.8 Gesek pada katub ............................... Error! Bookmark not defined.

2.4.9 Head Pompa ........................................ Error! Bookmark not defined.

2.4.10 Daya poros dan daya air .................... Error! Bookmark not defined.

2.4.11 Daya penggerak mula ........................ Error! Bookmark not defined.

2.4.12 Net Positive Suction Head (NPSH) .... Error! Bookmark not defined.

2.4.13 Perhitungan diameter shaft impeller Error! Bookmark not defined.

2.4.14 Perhitungan kecepatan keliling luar (U2) ...... Error! Bookmark not

defined.

2.4.15 Perhitungan diameter luar impeller . Error! Bookmark not defined.

BAB III METODOLOGI ........................................ Error! Bookmark not defined.

3.1. Diagram alir ............................................... Error! Bookmark not defined.

3.2. Waktu dan tempat penelitian ................... Error! Bookmark not defined.

3.3. Metode penggambilan data ...................... Error! Bookmark not defined.

3.4. Menghitung kebutuhan air dalam satu hari berdasarkan jumlah

pengguna gedung ....................................... Error! Bookmark not defined.

3.5. Menghitung head total dan head losses .... Error! Bookmark not defined.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................. Error! Bookmark not defined.

4.1. Menghitung Kebutuhan Air di Gedung J Universitas Muria Kudus

..................................................................... Error! Bookmark not defined.

4.2. Menghitung Diameter pada Pipa ............. Error! Bookmark not defined.

4.3. Perhitungan Kecepatan Aliran teoritis pada fluida ... Error! Bookmark

not defined.

4.4. Kerugian di Pipa Hisap (Suction) .............. Error! Bookmark not defined.

4.4.1 Kecepatan aliran air pada pipa hisap (Suction) .. Error! Bookmark

not defined.


xi

4.4.3 Kekerasan relatif ................................ Error! Bookmark not defined.

4.4.4 Kerugian di ujung pipa masuk ......... Error! Bookmark not defined.

4.4.5 Koefisien gesek dalam pipa ( ....... Error! Bookmark not defined.

4.5. Perhitungan kerugian di elbow pipa 90⁰ .. Error! Bookmark not defined.

4.5.1 Koefisien gesek yang terjadi di elbow pipa ( ) .... Error! Bookmark

not defined.

4.5.2 Perhitungan gesek di belokan pipa (elbow) ... Error! Bookmark not

defined.

4.5.3 Perhitungan kerugian di ujung keluar pipa .. Error! Bookmark not

defined.

4.6. Perhitungan kerugian di pipa tekan (discharge) .. Error! Bookmark not

defined.

4.6.1 Kecepatan aliran air pada pipa buang/tekan (discharge) .... Error!

Bookmark not defined.


4.6.3 Kekerasan relatif ................................ Error! Bookmark not defined.

4.6.4 Kerugian di ujung pipa masuk ......... Error! Bookmark not defined.

4.6.5 Koefisien gesek dalam pipa ( ....... Error! Bookmark not defined.

4.6.6 Kerugian gesek di pipa lurus ( L3 s/d L9 ) .... Error! Bookmark not

defined.

4.6.7 Perhitungan kerugian dibelokan elbow (pipa 90⁰) ................ Error!


4.6.8 Kerugian di ujung keluar pipa tekan (discharge)Error! Bookmark

not defined.

4.6.9 Kerugian di Tee (percabangan) ........ Error! Bookmark not defined.

4.6.10 Kerugian pada valve (ball valve) ....... Error! Bookmark not defined.

4.6.11 Head losses total .................................. Error! Bookmark not defined.

4.6.12 Daya air ............................................... Error! Bookmark not defined.

4.6.13 Debit air di tangki .............................. Error! Bookmark not defined.

4.7. Analisa kelayakan pompa ......................... Error! Bookmark not defined.

4.8. Redesain pompa menggunakan kapasitas 230 LPM .. Error! Bookmark

not defined.

4.8.1 Menghitung Diameter pipa ............... Error! Bookmark not defined.

xii

4.8.2 Menghitung kecepatan pada aliran teoritis pada fluida ....... Error!


4.8.3 Kerugian pipa hisap (Suction) .......... Error! Bookmark not defined.

4.8.4 Perhitungan kerugian di elbow pipa 90⁰ ........ Error! Bookmark not

defined.

4.8.5 Kerugian di pipa tekan (Discharge) . Error! Bookmark not defined.

4.8.6 Kerugian gesek dipipa lurus ............. Error! Bookmark not defined.

4.8.7 Perhitungan kerugian di elbow pipa 90⁰ ........ Error! Bookmark not

defined.

4.8.8 Kerugian di pipa tekan (Discharge) . Error! Bookmark not defined.

4.8.9 Perhitungan kerugian di Tee (percabangan) . Error! Bookmark not

defined.

4.8.10 Perhitungan kerugian pada valve ..... Error! Bookmark not defined.

4.8.11 Perhitungan total Head Losses .......... Error! Bookmark not defined.

4.8.12 Perhitungan daya air ......................... Error! Bookmark not defined.

4.8.13 Perhitungan daya poros ..................... Error! Bookmark not defined.

4.8.14 Perhitungan NPSHa ........................... Error! Bookmark not defined.

4.8.15 NPSH yang diperlukan ( NPSHr) ..... Error! Bookmark not defined.

4.8.16 Perhitungan pada Impeller ............... Error! Bookmark not defined.

4.8.17 Perhitungan Diameter Luar Impeller ............. Error! Bookmark not

defined.

4.9 Hasil perhitungan ...................................... Error! Bookmark not defined.

4.10 Desain Impeller (Pemilihan besar diameter impeller dipasaran) Error!


4.10.1 Desain pemilihan 2D Impeller dipasaran ....... Error! Bookmark not

defined.

4.10.2 Pemilihan Desain 3D Impeller dipasaran ....... Error! Bookmark not

defined.

BAB V PENUTUP .................................................... Error! Bookmark not defined.

5.1. Kesimpulan ................................................ Error! Bookmark not defined.

5.2. Saran ........................................................... Error! Bookmark not defined.

DAFTAR PUSTAKA ............................................... Error! Bookmark not defined.

LAMPIRAN .............................................................. Error! Bookmark not defined.

LAMPIRAN .............................................................. Error! Bookmark not defined.

xiii

BIODATA PENULIS ............................................... Error! Bookmark not defined.

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Klasifikasi Pompa (Karrsik, 1978) ...... Error! Bookmark not defined.

Gambar 2.Elemen pompa reciprocating berdasarkan konstruksinya (piston

atau plunger) ......................................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 3. Pompa torak dengan ............................ Error! Bookmark not defined.

Gambar 4. Prinsip kerja pompa sentrifugal ......... Error! Bookmark not defined.

Gambar 5. Komponen pompa sentrifugal ............. Error! Bookmark not defined.

Gambar 6. Casing ..................................................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 7. Jenis impeller (a. impeller tertutup b. impeller setengah terbuka c.

impeller terbuka) ................................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 8. Wear ring ............................................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 9. Packing gland seal................................. Error! Bookmark not defined.

Gambar 10. bearing a.) Self-aligning ball bearing b.) Single-row, deep-groove

ball bearing c.)Self-aligning spherical roller bearing d.) Double-

row, angular-contact bearing ................ Error! Bookmark not defined.

Gambar 11. a.) Flanged rigid coupling dan b.) Split Rigid coupling .......... Error!


Gambar 12. Kurva efisiensi pompa standar .......... Error! Bookmark not defined.

Gambar 13. Diagram alir Penelitian ...................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 14. Nilai Kpasitas dari pompa sampai kapasitas diujung tangki.

.................................................................................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 15. Grafik nilai ideal pada pompa kapasitas 90 liter/menit ........ Error!


Gambar 16.Grafik nilai ideal pada penggunaan volume tangki 4000, 6000

dan 8000 liter dengan menggunkan kapasitas pompa 90

liter/menit ........................................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 17.Grafik penggunaan volume tangki 4000, 6000 dan 8000 liter

untuk pengunan kebutuhan gedung 230 Liter/menit ........... Error!


Gambar 18.Grafik debit masuk dan debit keluar dengan kapasitas masuk 90

liter/menit dan keluar 230 liter/menitError! Bookmark not

defined.

xv

Gambar 19. Desain gambar Impeller 2D ............... Error! Bookmark not defined.




Gambar 23. Gambar Desain Impeller 3D tampak depanError! Bookmark not

defined.

Gambar 24. Desain gambar Impeller 3D tampak belakangError! Bookmark

not defined.

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Data yang diperlukan untuk pemilihan pompaError! Bookmark not

defined.

Tabel 2. Pemakaian air rata-rata per orang setiap hariError! Bookmark not

defined.

Tabel 3. Spesifikasi pompa yang digunakan ......... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4. Faktor cadangan penggerak awal ............ Error! Bookmark not defined.

Tabel 5. Data pengguna gedung J Universitas Muria Kudus dilantai 1 ... Error!


Tabel 6. Data Pengguna Gedung J Universitas Muria Kudus di lantai 2 . Error!


Tabel 7. Data Pengguna Gedung J Universitas Muria Kudus di lantai 3 . Error!


Tabel 8. Data pengguna Gedung J Universitas Muria Kudus dilantai 4 .. Error!


Tabel 9. Data pengguna gedung J Universitas Muria Kudus lantai 5 ...... Error!


Tabel 10. Perhitungan penggunaan air per hari untuk mahasiswa .......... Error!


Tabel 11. Perhitungan penggunaan air per hari untuk dosenError! Bookmark

not defined.

Tabel 12. Analisa kapasitas kebutuhan dengan kapasitas masuk

menggunakan tangki kapasitas 4000 literError! Bookmark not

defined.

Tabel 13. Data analisa nilai ideal menggunakan kapasitas tangki 4000, 6000

dan ............................................................. Error! Bookmark not defined.

Tabel 14. perbandingan Hasil Perhitungan ........... Error! Bookmark not defined.

xvii

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Satuan Nomor

Persamaan

Q Debit air m3/s

A Luas penampang basah m2

V Kecepatan aliran air rata-rata m/s

T Torsi N.m

F Gaya N

m Massa kg

g Gaya grafitasi m/s2

LPM Liter/menit Liter/menit

ID In Diameter m

OD Out Diameter m

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Diagram moody .......................................................................... 115

Lampiran 2 Gambar 2D Impeller .................................................................... 116

Lampiran 3 Gambar 3D Impeller .................................................................... 117

Lampiran 5 Spesifikasi rekomendasi pompa .................................................. 122

Lampiran 6 Buku konsultasi .......................................................................... 123

xix

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN

LPM : Liter/menit

ID : In Diameter

OD : Out Diameter

dll : dan lain lain

dsb : dan sebagai berikut

analisa kelayakan pompa sentrifugal dengan …

Documents