LABORATORIUM TEKNIK KIMIASEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2015

MODUL : Pompa SentrifugalPEMBIMBING : Ir. Gatot Subiyanto

Praktikum: 08 Juni 2015Penyerahan: 15 Juni 2015(Laporan)

Oleh

Kelompok : IINama : 1. Annisa Novita Nurisma 131424005 2.Hesti Diana Wahyuni 131424012 3. Ken Putri Kinanti K.S.P. 131424013

Kelas : 2A Teknik Kimia Produksi Bersih

PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2015BAB IPENDAHULUAN1.1. Latar BelakangPada pompa sentrifugal cairan yang berpindah karena gaya sentrifugal akibat gerak putar dari impeller. Impeller berputar dalam badan pompa dengan kecepatan tinggi, dengan demikian memberi percepatan kepada bahan cair yang dialirkan. Energi yang ditransfer dari motor penggerak ke impeller menghasilkan percepatan sentrifugal yang dikonversi menjadi energi kinetik dan energi tekan untuk mengalirkan fluida. Tekanan tinggi (head) yang dicapai suatu pompa tergantung dari putaran, diameter dan lengkungan impeller yang berurutan pada suatu poros, akan diperoleh tinggi tekan yang lebih besar.Pompa sentrifugal tidak bisa menghisap sendiri, hal ini disebabkan oleh kostruksinya. Pompa ini tidak memiliki check valve, sehingga dalam keadaan diam, cairan mengalir kembali ke bejana yang diisap. Bila pompa dioperasikan dalam keadaan kosong, vakum yang dihasilkan tidak cukup untuk menghisap fluida yang dialirkan masuk ke rumah pompa.Pompa sentrifugal pada saat mulai dipakai harus dipenuhi fluida. Hal ini dilakukan dengan membuka valve discharge. Dengan cara ini fluida dapat mengalir kembali ke saluran discharge. Perhatian seksama harus diberikan bila pada sisi tekanan ada bantalan gas di atas cairan yang bertekanan. Penyimpangan manometer yang besar menunjukan bahwa terdapat bantala udara dalam pompa yang mengakibatkan pompa bekerja tak beraturan.

1.2. Tujuan PraktikumMenentukkan karakteristik pompa sentrifugal dengan :a. Kurva hubungan antara Head Pompa (H Pompa) Vs Laju Alir (Q)b. Kurva hubungan antara Daya Dinamo Pompa No Vs Laju Alir (Q)c. Kurva hubungan antara Efisiensi Pompa Vs Laju Alir (Q)

BAB IITINJAUAN PUSTAKA2.1 Landasan TeoriPompa sentrifugal merupakan alat perpindahan fluida dengna menggunakangaya sentrifugal yang diakibatkan gerak impeller. Seluruh impellar berputar dalam rumah pompa (chasing) dengna kecepatan tinggi, sehingga memberikan percepatanpada fluida yang dialirkan. Energi yang ditransfer dari motor penggerak ke impellermenghasilkan percepatan sentrifugal yang di konversi menjadi energi kinetik danenergi tekan untuk mengalirkan fluida. Tinggi tekan (head) yang dicapai suatu pompatergantung dari putaran, diameter dan bentuk lengkungan impeller, karena tinggitekan pompa terbatas maka dengna menghubungkan beberapa impeller yangberurutan pada satu poros, akan diperoleh tinggi tekan yang lebih besar.Pompa sentrifugal tidak dapat menghisap sendiri, hal ini disebakan olehkonstruksinya. Pompa ini tidak memiliki check valve, sehingga dalam keadaan didam, cairan mengalir kembali ke bejana yang diisap. Bila pompa dioperasikandalam keadaan kosong, vaakum yang dihasilkan tidak cukup untuk menghisap fluidayang dialirkan masuk ke rumah pompa. Pompa sentrifugal pada sat mulai dipakaiharus dopenuhi fluida, hal ini diakukan dengan jalan membuka valve discharge.Dengan cara ini fluida dapat mengalir kembali dari saluran discharge. Perhatianseksama harus diberikan bila pada sisi tekanan ada bantalan gas diatas cairan yangbertekanan. Penyimpnagan manometer yang besar menunjukkan bahwa terdapatbantalan udara dalam pompa yang mengakibatkan pompa bekerja tak beraturan.Bantalan dapar dibuang dengan jalan :a. Mengeluarkan udara dari pompab. Menyetel pompa, hingga cairan mengalir kembali.c. Mendinginkan cairanMenurut hukum Kontinuitas untuk fluida inkompressibel (tak dapat dimanfaatkan dan densitas tetap) berlaku:

dengan,Ds = diameter pipa suction (0,049 m)Dd = diameter pipa discharge (0,039 m)As = dengan,As adalah luas lubang pipa suction (cross section area suction) Velocity Head Correction (VHC)

Daya Hidrolik/Hydraulic Power (Nh)dengan,Uw: densitas air (1000 kg/m3)Daya Dinamometer Output Point (No)dengan,W:Beban Kesetimbangan Dinamometer (kg)L:Panjang lengan torsi (200 mm = 0,2 m)n:Kecepatan putar dinamomter (rad/sec) N: Kecepatan putar dinamometer (Rpm)Daya yang dibutuhkan pompa (Np) sama dengan daya yang hilang karena transmisi (Nt), dengan Nt antara 100-150 WEfisiensi Pompa ()Keterangan:Hm:H1 H2 (perbedaan tinggi manometer suction-discharge) (m)Hd:head pada discharge (m)Hs: head pada suction (m)W:Berat beban kesetimbangan dinamometer (kg)VHC: (Velocity Head Correction)H:Head pompa (mwg)BAB IIIPERCOBAAN3.1. Alat dan Bahana. Alat Pompa sentrifugal Manometer air raksa 1000 mm dan 500 mm Manometer pressure gauge Venturi Sumptank Storage tank Stopwatch Anak timbanganb. Bahan Air3.2. Langkah Kerjaa. Mengisi storage tank dengan air 2/3 bagianb. Menutup valve pipa suctionc. Mengisi chasing dengan air sampai penuh dengan cara membuka valve tekan.d. Menghubungkan motor pompa degan arus listrik.Menghidupkan switch motor pompa, bersamaan dengan itu membuka valve pada pipa suction dan mengatur putaran pompa (N) 1000 rpm < N < 2000 rpm.e. Mengeluarkan semua udara yang terdapat pada pipa-pipa yang menghubungkannya kemudian menutup kembali.f. Sebelum melakukan pengukuran aliran fluida harus dalam kondisi steady state (aliran dalam pipa penuh) dan semua permukaan air raksa dalam manometer sama.g. Sebelum melakukan percobaan, membuat kurva kalibrasi venturi pada kecepatan putar yang telah ditentukan dengan cara mengubah debit (kapasitas pompa) dan membaca perbedaan tinggi air raksa pada manometer venturi. Untuk mengukur kapasitas pompa adalah dengan membaca pada level control sumptank, mencatat waktu dengan stopwatch.h. Pada kecepatan putar 1200 rpm dan kapasitas yang telah ditentukan, membaca perbedaan tinggi permukaan air raksa pada manometer 1000 mm (H1 & H2), Hd dan Hs pada pressure gauge dan mencatat W (beban) untuk menyeimbangkan dynamometer.i. Mengulangi percobaan no 9 dengan kecepatan putar 1300 rpm dan 1400 rpm.3.2. Prosedur Percobaan

BAB IVDATA PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Data pengamatan4.1.1 Data kalibrasi laju alirA. 2000 rpm (cmH2O)Volume (m3)Waktu (detik)Laju alir (m3/s)

10.05441.136 x10-3

20.05261.923 x10-3

30.05192.631 x10-3

40.05153.333 x10-3

50.05133.846 x10-3

60.05114.545 x10-3

4.1.2 Data pengamatan pompa sentrifugalA. 2000 rpmQ (m3/s)(cmH2O)HdHsBeban (gram)

0.00070080.1750

1.136 x10-35556.50.21000

1.520 x 10-351560.381100

1.923 x10-347050.51200

2.631 x10-34454.70.621300

3.333 x10-331040.81350

3.846 x10-32203.511400

4.1.3 Data

VHC= Q2 x 2.13 x 104Z= 0.3 m

A. 2000 rpmQ (m3/s)HdHsVHC

0.00080.108.2

1.136 x10-36.50.20.02756.6275

1.520 x 10-360.380.04925.9692

1.923 x10-350.50.07884.8788

2.631 x10-34.70.620.14744.5274

3.333 x10-340.80.23663.7366

3.846 x10-33.510.31513.1151

4.1.4 Data Daya Pompa (No)n= N x 2 /60 (rad/s)A. N = 2000 rpmn = 209.44 rad/s L=0,2 mg= 10 m/s2Q (m3/s)Beban (kg)No

0.0000.75314.16

1.136 x10-31.000418.88

1.520 x 10-31.100460.768

1.923 x10-31.200502.656

2.631 x10-31.300544.544

3.333 x10-31.350565.488

3.846 x10-31.400586.432

4.1.5 Menghitung Efisiensi pompaDik :Uw = densitas air (1000 Kg/m3)No (tabel)Nt = Pilih 125 WH(tabel)Q (tabel)g (percepatan gravitasi bumi) = 9,8 m2/sDit : ?Jawab:= [Nh/Np] x 100 %Nh = Uw . g .H. QNp = No - NtA. 2000 rpmNoH(mwg)Q (m3/s)Nh (W)No (W)p (W)

1.8.20.0000314.16189.160

2.6.62751.136 x10-373.78418.88293.8825.105

3.5.96921.520 x 10-388.92460.768335.76826.482

4.4.87881.923 x10-391.94502.656377.65624.344

5.4.52742.631 x10-3116.73544.544419.54427.823

6.3.73663.333 x10-3122.05565.488440.48827.708

7.3.11513.846 x10-3117.41586.432461.43225.445

PembahasanPercobaan kali ini yaitu bertujuan untuk menentukkan karakteristik pompa sentrifugal melalui Kurva hubungan antara Head Pompa (H Pompa) Vs Laju Alir (Q), Kurva hubungan antara Daya Dinamo Pompa No Vs Laju Alir (Q), Kurva hubungan antara Efisiensi Pompa Vs Laju Alir (Q). Fungsi pompa sentrifugal adalah meningkatkan energi mekanik dari fluida. Selain itu pompa sentrifugal juga dapat berfungsi sebagai alat transportasi fluida yang memanfaatkan gaya sentrifugal. Karakteristik pompa sentrifugal adalah kapasitas aliran, kebutuhan daya, head, dan effisiensi. Kapasitas aliran biasanya diukur dalam aliran pneumatik persatuan waktu pada densitas tertentu. Kebutuhan daya dan effisiensi mekanik sangat penting karena pada suatu peralatan yang relatif kecil, kesederhanaan dan operasi tanpa kesulitan merupakan hal yang lebih diutamakan pada setiap kinerja.Untuk mengetahui karakteristik pompa dapat diketahui dengan melakukan kalibrasi pada suatu harga putaran pompa tertentu dengan diikuti perubahan kapasitas (Q).Prinsip kerja pompa sentrifugal yaitu dimana pompa sentrifugal mempunyai sebuah impeller (baling-baling) untuk mengangkat zat cairan dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi.Daya dari luar diberikan kepada poros pompa untuk memutarkan impeller didalam zat cair. Maka zat cair yang ada didalam impeller, oleh dorongan sudusududapat berputar. Karena timbul gaya sentrifugal maka zat cair mengalir dari tengahimpeller ke luar melalui saluran diantara sudu-sudu. Disini head tekanan zat cair menjadi lebih tinggi. Demikian pula head kecepatannya menjadi lebih tinggikarena mengalami percepatan. Zat cair yang keluar melalui impeller ditampung oleh saluran berbentuk volut (spiral) dikelilingi impeller dan disalurkan keluar pompa melalui nosel. Didalam nosel ini sebagian head kecepatan aliran diubah menjadi head tekanan.Pada awal percobaan, pompa terlebih dahulu di isi dengan air yang bertujuan untuk memancing pompa sehingga pompa dapat memomopakan air dan . Pompa lalu menyala dan mempompakan air untuk mengisi orifice. Pada saat pompa menyala bagian motor bergerak kekanan sehingga mengangkat besi sebelah kiri pompa.Hal ini menunjukkan gaya sudah bekerja. Pada percobaan kedua alat diberi beban agar motor seimbang.Perhitungan beban penyeimbang pompa dilakukan untuk mengetahui seberapa banyak beban pompa yang diemban pada setiap variasi rpm dan bukaan valve. Perlakuan yang dilakukan ialah dengan menaruh beban hingga keadaan pompa seimbang atau berada pada garis batas. Proses penyeimbangan ini harus dilakukan secara perlahan (tanpa kedutan), karena bila dilakukan secara tiba-tiba hal yang terjadi ialah kerusakan pada pompa.Pada hasil pengolahan data, dibuat kurva H dan Q. Semakin tinggi debit, semakin rendah H. Hal ini membuktikan bahwa bila pompa di set pada rpm yang stabil, dengan bukaan valve kecil maka kecepatan aliran akan meninggi. Hal tersebut terjadi karena adanya perbedaan putaran (rpm) dan pengurangan gaya tekan yang diakibatkan oleh laju alir yang semakin besar.Contoh sederhana dalam kehidupan sehari hari ialah selang air yang ditutup setengah pada ujung keluarannya tentu akan memiliki debit yang lebih tinggi.Berdasasrkan kurva Q vs No Dapat dilihat bahwa setiap pengukuran cenderung terjadi kenaikan daya dinamometer di ikuti dengan kapasitas atau laju alirnya. Walaupun laju putaran pompa tetap, untuk setiap pengujian kenaikan kapasitas aliran fluidanya akan diimbangi pula dengan peningkatan besarnya beban yang diterima pompa untuk kesetimbangan dinamometerPada kurva efisiensi dan debit, kurva menunjukkan bahwa semakin tinggi debit maka semakin tinggi efisiensinya. Tingginya aliran debit tentu akan lebih meningkatkan kinerja pompa.Pada alat pompa sentrifugal tersebut terdapat juga bagian yang berperan dalam kerja gaya sentrifugal dalam semakin cepatnya putaran impeller selain pompa sentrifugal itu sendiri, yaitu timbangan atau beban. Timbangan atau beban sangat berpengaruh dalam kecepatan gaya sentrifugal diakrenakan oleh pada saat tekanan ait keran diputar kecepatan putar dalam dinamometer secara berubah-ubah dan beban tidak diganti maka gaya sentrifugal tidak seimbang dalam kecepatan putaran impeller.

BAB VKESIMPULAN

Pada praktikum pompa sentrifugal kali ini, dapat ditarik kesimpulan mengenai karakteristik pompa yang didapatkan. Bahwa pengaruh kapasitas fluida (Q) pada variasi kecepatan putar 1900 rpm dan 1600 rpm adalah sebagai berikut. Semakin besar nilai kapasitas fluida (Q) maka semakin kecil nilai head pompa (H pompa) Semakin besar nilai kapasitas fluida (Q) maka semakin besar pula nilai dari daya dinamo pompa (No) Semakin besar nilai kapasitas fluida (Q) maka nilai efisiensi seharusnya semakin besar, namun pada praktikum didapatkan nilai efisiensi yang fluktuatif atau naik turun tidak stabil.

DAFTAR PUSTAKA

JM Coulson: JF Richardson 1980, Chemical Engineering Vol 1&2 Pergamon PressDon Green 1989 Perrys Chemical Engineering Handbook 6th Edition McGraw HillStanley Walas 1985, Phase Equilibria in Chemical Eng. Butterworth PublisherMcCabe Smith & Harriot 1986, Unit Operations of Chemical Engineering 4th Ed. McGraw HillBadger & Bachero, 1980, Introduction to Chem. Eng. McGraw Hill PubFluidization Engineering, 2nd Edition, John Willey, 1970J. Michael Jacob, 1989, Industrial Control Electronics, Prentice Hall.D O Kern, 1986, Process Heat Transfer, McGraw Hill.