Mata Kuliah

“TME 4823 – Mesin-Mesin Fluida”

Pertemuan : 3 (8 Desember 2012)Materi : Contoh Soal Pompa Sentrifugal

Dosen Pengasuh : Muhammad Penta Helios, S.T., M.T., M.Eng.

Universitas Taman Siswa PalembangSemester ganjil/2012

Contoh Soal: (Pompa Sentrifugal)

No.1 Sebuah pompa sentrifugal mengeluarkan air padakecepatan 110 liter/s pada kecepatan 1450 rpmdengan head 23 meter. Diameter impeller adalah250 mm dengan lebar 50 mm. Jika efisiensimanometrik 75%, carilah sudut sudu pada sisikeluar.

JawabDiketahui:Q = 110 liter/s = 0,11 m3/s;N = 1450 rpm;Hm = 23 m;D1 = 250 mm = 0,25 m;b = 50 mm = 0,05 mηman = 75% = 0,75Tanya: ϕ = …... ?

(1) Mencari kec. tangensial sudu pada sisi keluar

sm 3,82

6050)π(0,25)(14v

60NπDv

1

11

(2) Mencari debit pompa

sm2,8VV

0,0390,11V

)05)(Vπ(0,25)(0,0,11VbπDQ

ff1

f1

f1

f111

(3) Mencari efisiensi manometrik

sm15,9

0,7511,9V

9.81.19V

230,75

gv.V

Hη

w1

w1

1w1

m

(4) Sudut sudu pada sisi keluar

42,1 φ0,9032φtan

15,9192,8φtan

VvVφtan

w11

f1

Sebuah pompa sentrifugalmempunyai impeller dengandiameter dalam dan luarmasing-masing150 mm dan250 mm. Pompa memompa airsebesar 50 liter per detik pada1500 rpm. Kecepatan aliranmelalui impeller adalahkonstan pada 2,5 m/s. Suduberbentuk kurva melengkungke belakang dengan sudut 300terhadap tangen sisi keluar.Diameter pipa hisap dan hantarmasing-masing adalah 150 mmdan 100 mm. Head tekananpada sisi hisap 4 m dibawahatmosfir dan sisi hantar 18 m diatas atmosfir. Daya yangdiperlukan untukmenggerakkan pompa adalah18 kW. Carilah (i) sudut sudusisi masuk, (ii) efisiensikeseluruhan, dan (iii) efisiensimanometrik.

No.2

Diketahui: D = 150 mm = 0,15 m;D1 = 250 mm = 0,25 m; Q = 50 liter/s = 0,05 m3/s; N = 1500 rpm; Vf = Vf1 = 2,5 m/s; f = 300; Disap = 150 mm = 0,15 m; Dhantar = 100 mm = 0,1 m;P = 18 kW

= Hatm – 4 = 10,3 – 4 = 6,3 m

= Hatm + 18 = 10,3 + 18 = 28,3 m

(i) Sudut sudu sisi masuk

Berdasarkan persamaan Bernoulli untuk sisi masuk dan sisi keluar sudu pompa, dapatditulis bahwa:

Energi pada sisi keluar = Energi pada sisi masuk + Kerja yg dilakukan sudu

gv.V

2gV

mP

2gV

mP w1

2211

gv.V

2gV

2gV

mP

mP w1

21

21

Persamaan ini menunjukkan adanya kenaikan tekanan air sebesar:

Pada saat mengalir melalui sudu pompa sentrifugal

mP

mP1

mP1

mP

(1) Mencari kec. tangensial sudu pada sisi masuk

sm,811

6000)π(0,15)(15v

60πDNv

(2) Sudut sudu pada sisi masuk

12 θ0,2119θtan 11,2,5θtan

vVθtan f

(ii) Efisiensi keseluruhan

23-

isap

2isap

2isapisap

m 10 x 17,67A

0,154πA

D4πA

23-

hantar

2hantar

2hantarhantar

m 10 x 7,854A

0,14πA

D4πA

(1) Mencari luas penampang pipa isap dan hantar

(2) Mencari kec. air pada pipa isap dan hantar

m/s 83,2 x1067,1705,0

AQV 3-isap

isap

m/s 37,6 x10.854705,0

AQV 3-hantar

hantar

Dengan menggunakan persamaan bernoulli:

2gV

mP

2gV

mPH

2211

m

9,81 x 283,23,6

9,81 x 26,373,82H

22

m

m 23,7 H7,64,30H

m

m

Daya yang diperlukan pompa:

%95.59(kW) 18

(m) 22 x /s)(m 0,05 x )(m/s 9,81 x (kg/s) 1η

mQHP

0

32

0

0

m

Dari segitiga kecepatan:(iii) Efisiensi manometrik

(1) Kec. tangensial sudu pada sisi keluar

sm,691

6000)π(0,25)(15v

60NπDv

1

11

(2) Kec. pusaran air pada sudu keluar

m/s 3,15V5774,02,56,91V

30tan 2,56,91V

θtan VvV

w1

w1

w1

f11w1

(3) Efisiensi manometrik

77,2%η9,81

15,3.19,623,7η

gv.V

Hη

man

man

1w1

mman