media ajar ajar - pompa 1 [compatibility mode]

KULIAH METODE NUMERIKMATERI -1MATERI -1

POMPA DANPOMPA DAN KOMPRESORKOMPRESOR

Referensi :1. Sularso, Haruo Tahara, Pompa & Kompresor “ Pemilihan,

Pemakaian dan Pemeliharaan, PT. Pradnya Paramita, Jakartay2. Dll

Kuliah Pompa dan Kompresor

POMPA DAN KOMPRESORPOMPA DAN KOMPRESOR

Pompa dan kompresorp pAdalah suatu mesin yang dipergunakan untuk merubah energimekanis menjadi energi aliran fluida

Energi fluida ini disebut head atau energi persatuan berat zatcair. Ada tiga bentuk head atau energi yang mengalami perubahanyaitu :

Energi atau head potensial z‐ Energi atau head potensial ,z‐ Energi atau head tekan, p‐ Energi atau head kinetik, v2/2g

Dalam satuan meter atau feet

g , / g

Head Total adalah


Pompa : suatu mesin yang digunakan untuk memindahkan fluidacair ( incompresible) dari suatu titik ke titik yang lain Contohcair ( incompresible) dari suatu titik ke titik yang lain. Contohfluida cair ini adalah air, oli, minyak pelumas dll

Kompresor : digunakan untuk mengalirkan fluida fluida gas atauudara (compresible) dari suatu titik ke titik yang lain


Pompa adalah mesin yang digunakan untuk :• memindahkan fluida dari tempat yang rendah ke tempat yangmemindahkan fluida dari tempat yang rendah ke tempat yanglebih tinggi

• Memindahkan fluida dari suatu tempat yang bertekananrendah ke tempat bertekanan tinggi

• Dengan cara melewatkan fluida tersebut melalui sistemiperpipaan.


Penggunaan Pompa

• Industri‐industri banyak menggunakan pompa sebagai salahsatu peralatan bantu yang penting untuk proses produksi.p y g p g p pSebagai contoh pada pembangkit listrik tenaga uap, pompadigunakan untuk menyuplai air umpan ke boiler ataumembantu sirkulasi air yang akan diuapkan diboiler.

• Pada industri, pompa banyak digunakan untuk mensirkulasii t i k l t di i i i i d t iair atau minyak pelumas atau pendingin mesin‐mesin industri.

• Pompa juga dipakai pada motor bakar yaitu sebagai pompaPompa juga dipakai pada motor bakar yaitu sebagai pompapelumas, bensin atau air pendingin.

• Jadi pompa sangat penting untuk kehidupan manusia secaralangsung yang dipakai dirumah tangga atau tidak lansung

ti d k i di i d t i


seperti pada pemakaian pompa di industri.

Klasifikasi Pompa

Pompa dapat diklasifikasikan berdasarkan:Pompa dapat diklasifikasikan berdasarkan:• Cara memindahkan fluidanya• Kondisi kerja pompa• Jenis penggeraknya• Sifat zat cair yang dipindahkan


Klasifikasi Pompa berdasarkan Cara memindahkan fluidanya :1. Pompa Perpindahan positif2. Pompa dinamik


Klasifikasi Pompa

P

Pompa Volut

PompaSentrifugal

Pompa Difuser

Pompa TurboPompa Aliran

Pompa AliranCampuran

Pompa AliranCampur Jenis Volut

Pompa Aliran CampurPompa Pompa Aliran CampurJenis Difuser

Pompa AksialPompa Aksial

PompaReciprocating


Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal

Pada pompa terdapat sudu‐sudu impeler [gambar 2] yangberfungsi mengangkat zat cair dari tempat yang lebih rendahg g g p y gketempat yang lebih tinggi [gambar 1]. Impeler dipasang padaporos pompa yang berhubungan dengan motor pengerak,biasanya motor listrik atau motor bakar


Gambar 1 : Proses pemompaan Gambar 2 : Penampang Impeler

Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal (lanjutan)

Poros pompa akan berputar apabila pengeraknya berputar. Cairandipaksa menuju sebuah impeler oleh tekanan atmosfir, atau dalamhal jet pump oleh tekanan buatan. Karena poros pompa berputarimpeler dengan sudu-sudu impeler berputar zat cair yang adadid l k ik t b t hi t k d k tdidalamnya akan ikut berputar sehingga tekanan dan kecepatanyanaik dan terlempar dari tengah pompa ke saluran yang berbentukvolut atau sepiral dan disalurkan keluar melalui nosel .volut atau sepiral dan disalurkan keluar melalui nosel .

Pada gambar 3 aliran airdidalam pompa akan ikutberputar karena gayasentrifugal dari impeleryang berputaryang berputar.


Gambar 3 : Perubahan Energi Pompa

Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal (lanjutan)

Motor Poros Pompa dan ImpelerBerputarBerputar

Zat cair didalam Impelerjuga ikut berputar dant l k l k

Cairan dipaksa menujusebuah impeler oleh

terlempar keluar karenaada gaya sentrifugal

ptekanan atmosfir, ataudalam hal jet pump oleh

k b

Zat cair terlempar dari

tekanan buatan

c e e p dtengah impeler ke salurahberbentuk Volut atau spiral

Zat cair Keluar melalui Nosel



A. Klasifikasi Pompa Menurut Jenis Aliran dalam Impeler

Menurut bentuk impelernyan pompa sentrifugal diklasikasikanmenjadi tiga yaitu1 i l li di l1. impeler aliran radial, 2. impeler aliran axial dan 3 impeler aliran radial dan axial3. impeler aliran radial dan axial



• Pompa radial mempunyai kontruksi yang mengakibatkan zatcair keluar dari impeler akan tegak lurus dengan porospompa.P i l h li k j j d• Pompa axial arah alirannya akan sejajar dengan poros pompa

• Pompa aliran campuran arah aliran berbetuk kerucutmengikuti bentuk impelernyamengikuti bentuk impelernya.


B. Klasifikasi Pompa Menurut Jenis Impeler


C. Klasifikasi Pompa Menurut Bentuk Rumah Pompa

• pompa volut : pompa dengan rumah berbentuk volut• pompa difuser : rumah dengan difuser [gambar 2.7].



Pada pompa difuser, dengan pemasangan difuser padap p g p g psekeliling luar impelernya akan memperbaiki efesiensi pompadan menambah kokoh rumah pompa. Dengan alasan itu, pompaj i i i b k di k i d b d h d ti ijenis ini banyak dipakai pada pompa besar dengan head tinggi.

Pada pompa aliran campuran sering tidak menggunakanPada pompa aliran campuran sering tidak menggunakandifuser, tetapi rumah volut sehingga zat cair lebih mudahmengalir dan tidak tersumbat, pompa jenis ini banyak dipakaipada pengolahan limbah


D. Klasifikasi Pompa Menurut Jumlah Aliran Masuk

Menurut jumlah aliran yang masuk, pompa sentrifugalj y g , p p gdiklasifikasikan menjadi :• Pompa satu aliran masuk dan• Pompa dua aliran masuk [gambar 2.7].

Pompa isapan tunggal banyak dipakai karena kontruksinyaPompa isapan tunggal banyak dipakai karena kontruksinyasederhana. Permasalahan pada pompa ini yaitu gaya aksial yangtimbul dari sisi isap dapat diatasi dengan menambah ruangp p g gpengimbang, sehingga tidak perlu lagi menggunakan bantalanaksial yang besar.


Untuk pompa dua aliran masuk banyak dipakai pada pompa berukuran besaratau sedang. Kontruksi pompa ini terdiri dua impeler saling membelakangi dang p p p g gzat cair masuk dari kedua sisi tersebut, dengan kontruksi tersebut permasalahangaya aksial tidak muncul karena saling mengimbangi. Debit zat cair keluar duakali dari debit zat cair yang masuk lewat dua sisi impeler. Pompa ini juga bisakali dari debit zat cair yang masuk lewat dua sisi impeler. Pompa ini juga bisaberopersi pada putaran yang tinggi. Untuk aliran masuk yang lebih dari duaprinsipnya sama dengan yag dua aliran masuk.


Untuk pompa dua aliran masuk banyak dipakai pada pompaberukuran besar atau sedang. Kontruksi pompa ini terdiri duaimpeler saling membelakangi dan zat cair masuk dari kedua sisitersebut, dengan kontruksi tersebut permasalahan gaya aksialtid k l k li i b i D bit t i k l dtidak muncul karena saling mengimbangi. Debit zat cair keluar duakali dari debit zat cair yang masuk lewat dua sisi impeler. Pompa inijuga bisa beropersi pada putaran yang tinggi. Untuk aliran masuk


juga bisa beropersi pada putaran yang tinggi. Untuk aliran masukyang lebih dari dua prinsipnya sama dengan yag dua aliran masuk.

E. Klasifikasi Pompa Menurut Jumlah Tingkat

1 Pompa satu tingkat1. Pompa satu tingkatpompa ini hanya mempunyai satu buah impeler. Head totalyang ditimbulkan hanya berasal dari satu impeler, jadirelatif rendah

2 P b ti k t b k2. Pompa bertingkat banyakPompa ini menggunakan beberapa impeler yang dipasangsecara berderet (seri) pada satu poros Zat cair yang keluarsecara berderet (seri) pada satu poros. Zat cair yang keluardari impeler pertama dimasukkan ke impeler berikutnyadan seterusnya hingga impeler akhir. Head total adalahjumlah dari setiap tingkat sehingga untuk pompa inimempunyai head yang realtif tinggi.



F. Klasifikasi Pompa Menurut Posisi Porosnya

Berdasar dari posisi poros pompa dibedakan menjadi duaBerdasar dari posisi poros, pompa dibedakan menjadi duayaitu :• pompa horizontal [gambar 2.10] dan• vertikal [gambar 2.11].

P h i l i d i iPompa poros horizontal mempunyai poros dengan posisimendatar.

Pompa poros tegak mempunyai poros dengan posisi tegak.Pompa aliran axial dan campuran banyak dibuat dengan porostegak.



Komponen – Komponen Pompa

Komponen‐komponen penting dari pompa sentrifugal adalahp p p g p p gkomponen yang berputar dan komponen tetap.

Komponen berputar terdiri dari poros dan impeler,komponen yang tetap adalah rumah pompa (casing), bantalan(bearing)(bearing),


Pemasangan Pompa


Karakteristik Sistem Pemompaan



1. Head Total

g

vvhhhH sd

lpa 2

22 −++Δ+=

g

vvh

PPhH sdsd

22 −++

−+=

gh

ghH la 2

+++=ρ

Dimana :H = head total (m)h = head statis pompa (m)ha head statis pompa (m)

head ini adalah perbedaan tinggi antara muka air sisi keluar dari di sisiisap

Δh perbedaan head tekanan yang bekerja pada keduaΔhp = perbedaan head tekanan yang bekerja pada keduapermukaan air

hl = berbagai kerugian didalam pipa, katup, belokan, sambungan, dll (m)2/ d k


v2/2g = Head kecepatan

1. Head total pompad l h h d t t l h di di k t k li kadalah head total pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan

jumlah air seperti yang direncanakan, dapat ditentukan dari kondisiinstalasi yang akan dilayani oleh pompa




CONTOH SOAL 1

Sebuah instalasi pompa diperlukan untuk menaikkan air denganjarak antara sisi isap pompa dengan permukaan air tanah adalahj p p p g p15 m dan jarak antara sisi tekan dengan letak tangki adalah 12 m.Tekanan udara pada sisi tekan adalah tekanan atmosfer dan suhuair pada sisi isap adalah 25oC. Kecepatan pada sisi hisap adalah2,5 m/s, dan kecepatan pada sisi tekan adalah 5 m/s. Kerugianhead karena gesekan adalah 7 m dan kerugian yang lainhead karena gesekan adalah 7 m dan kerugian yang laindiabaikan.

Ditanyakan : Berapakah head total pompa yang diperlukan?


HEAD KERUGIANHEAD KERUGIAN

• Kerugian gesek dalam pipa

Aliran dalam pipa menggunakan

– Aliran laminar Re<2300

– Aliran turbulen Re>4000Aliran turbulen Re>4000

• Formula darcy atau formula hazen‐williams


HEAD KERUGIAN• Formula Darcy untuk pipa baru dari besi cor

– D = diameter

• Untuk pipa lama

Lihat gambar


HEAD KERUGIANHEAD KERUGIAN

• Persamaan Hazen‐williams

• Dimana C adalah koefisien

• Q = debit fluida


Head Loss ( Kerugian-kerugian di dalam Pipa)

1. Head Kerugian Gesek untuk Pipa Lurus (Persamaan Hazen-williams)

LDC

Qh f 85,485,1

85,1666,10=

DC .

Dimana : Q = debit , m3/sC k f i ti d t b l dib hC = koefesien, seperti pada tabel dibawahD = diameter pipa, mL = panjang pipa mL panjang pipa, m



2. Head Kerugian pada Jalur pipa2. Head Kerugian pada Jalur pipa

Ini terjadi bila ukuran pipa atau bentuk penampang berubah,

2

misalkan belokan

g

vfh f 2

2

=

Dimana : v = kecepatan rata-rata didalam pipaf k f i k if = koefesien kerugiang = percepatan gravitasi, 9,8 m/s2hf = Kerugian Headhf Kerugian Head


• Ujung masuk pipa


2.b Koefesien Kerugian pada satu belokang p

5,05,3

84711310 ⎟⎞

⎜⎛

⎟⎞

⎜⎛+=

θDf

902847,1131,0 ⎟

⎠⎜⎝

⎟⎠

⎜⎝

+=R

f

Dimana : D = diameter dalam pipa, mR = Jari-jari lengkung sumbu belokan, mØ d t b l k d j tØ = sudut belokan, , derajatf = koefesien kerugian

2.C Koefisien kerugian pada belokan patah


HEAD KERUGIAN

• Head kerugian katup


CONTOH SOAL 2

Sebuah instalasi pompa diperlukan untuk menaikkan air denganselisih permukaan antara sisi isap dan sisi keluar sebesar 25 m.p pTekanan yang bekerja pada kedua permukaan tersebut adalahtekanan atmosfer. Air dipompakan dengan kapasitas0,7 m3/menitmelalui pipa baja dengan diameter 100 mm. Panjang pipaseluruhnya 40 m, diman terdapat lima belokan 90o (R/D = 1).Pada ujung pipa dipasang katup isap dengan saringanPada ujung pipa dipasang katup isap dengan saringan.

Ditanyakan : Berapakah head total pompa yang diperlukan?y p p p y g p


Daya Poros dan Efisiensi pompa

2. Daya Air

Energi yang secara efektif diterima oleh air dari pompa per satuan waktu disebut daya air, yang dapat ditulis sebagai

HQ

HQPw

ργ= ..

HQgρ=

Dimana : ρ = masa jenis fluida, kg/m3g = kecepatan gravitasi, m/s2Q = kapasitas m3/sQ = kapasitas, m3/sH = head total pompa, mPw = Daya air (Wat)t


y ( )

Daya air juga bisa dinyatakan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :


2. Daya Poros

Daya poros yang diperlukan untuk menggerakkan sebuah pompa adalah sama dengan daya air ditambah kerugian daya didalam pompasama dengan daya air ditambah kerugian daya didalam pompa

PP

p

wPP

η=

Dimana : P = Daya Poros, WattPw = Daya air WattPw = Daya air, Watt

pη = efesiensi pompa


Harga-harga standar efesiensi pompa diberikan seperti pada gambar berikutini. Effesiensi Pompa untuk pompa-pompa jenis khusus harus diperolehdari pabrik pembuatnya


Daya Poros dan Efisiensi pompaDaya Poros dan Efisiensi pompa


CONTOH SOAL 3CONTOH SOAL 3

Dari contoh soal no.2, bila putaran pompa adalah 3550 rpm, p p p pHitunglah berapa Daya Pompa


media ajar ajar - pompa 1 [compatibility mode]

Documents