pompa sentrifugal

POMPA SENTRIFUGAL

TujuanMenentukan karakteristik pompa sentrifugal dengan : 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

Dasar TeoriPompa sentrifugal adalah pompa yang bekerja berdasarkan gaya sentrifugal. Cairan yang dialirkan berpindah karena gaya sentrifugal sebagai akibat gerak putar impeller. Impeller berputar dalam rumah pompa dengan kecepatan tinggi, dengan demikian memberi percepatan kepada fluida yang dialirkan. Tinggi tekan (head) yang dicapai suatu pompa tergantung pada putaran, diameter dan bentuk lengkungan impeller. Karena tinngi tekan pompa terbatas maka dengan menghubungkan beberapa impeller saling berurutan pada suatu poros akan didapatkan tinggi tekan yang lebih besar.Pompa sentrifugal tidak dapat menghisap sendiri, hal ini disebabkan oleh konstruksinya. Pompa ini tidak memiliki check valve dalam keadaan diam, cairan mengalir ke tangki yang besar. Bila pompa dioperasikan dalam keadaaan kosong, vakum yang dihasilkan tidak cukup untuk mengisap fluida yang dialirkan masuk ke rumah pompa.Pompa sentrifugal pada saat mulai dipakai harus dipenuhi cairan. Hal ini bisa dilakukan dengan jalan membuka valve tekan. Dengan cara ini cairan bisa mengalir kembali ke saluran tekan (discharge).Karakteristik pompa adalah kurva antara kapasitas pompa (Q) dengan head pompa (H), daya pompa (P) dan efisiensi (). Head pompa dalam percobaan ini dapat dicari dengan dua cara, yaitu : cara langsung dengan pressure gauge dan cara tak langsung dengan manometer air raksa.Cara Langsung dengan Pressure GaugeDasar perhitungannya menggunakan hukum kekekalan tenaga untuk fluida, yaitu hukum Bernoulli.

dimana : Vd= kecepatan linier fluida pada pipa discharge (m/s) Vs= kecepatan linier fluida pada pipa suction (m/s) g= percepatan gravitasi bumi Z= perbedaan tinggi pengukuran suction dan discharge (m)Menurut hukum kontinuitas untuk fluida inkompresible (tak dapat dimampatkan) dan densitas tetap, maka berlaku :

sehingga,

dimana :Ds = diameter pipa suction (0,049 m) Dd = diameter pipa suction (0,039 m)

Sehingga,Dari keterangan/data di atas dapat dihitung luas lubang pipa suctionnya, yaitu

As =luas lubang pipa suction (cross section area suction)

Sehingga, dimana : Q2 x 2,13 x 104 = Velocity Head Correction (VHC)Daya Hidrolik / Hydrolic Power ( Nh ) Nh = Uw g H Q( W )dimana : Uw = densitas air ( 1000kg/m3 )Daya Dinamometer / Dynamometer Output Power ( No ) No = W L g n dimana : W= beban untuk kesetimbangan dinamometer ( kg ) L= panjang lengan torsi = 200 mm = 0,200 m n= kecepatan putaran dinamometer ( rad/sec), n= N.2/60 N = kecepatar putar dinamometer ( RPM )Efisiensi Pompa ( )

dimana Np adalah daya yang dibutuhkan pompa, yaitu daya yang dibutuhkan dinamometer dikurangi daya yang hilang karena transmisi. Dalam percobaan ini daya yang hilang karena transmisi diantara 100-150 W.Cara Tak Langsung dengan Manometer Air Raksa

dimana : Ug= densitas air raksa ( 13.600 kg/m3 ) Uw= densitas air ( 1.000 kg/m3 ) H1= tinggi permukaan air raksa manometer pipa suction ( m ) H2= tinggi permukaan air raksa manometer pipa discharge ( m )Perhitungan selanjutnya sama dengan cara langsung dengan pressure gauge.

Alat dan Bahan1. Pompa sentrifugal2. Stopwatch3. Manometer air raksa4. Storage tank5. Anak timbangan6. Beban7. Air keran8. Orifice9. Manometer pressure gauge10. Sump tank

Flow Chart Kerja Mengisi storage tank hingga 2/3 kapasitas tankiMenyalakan pompa

Menutup valve pipa suction

Mengisi rumah pompa dengan air sampai hampir penuh dengan membuka valve tekan

Menghubungkan motor pompa dengan arus listrik

Menghidupkan switch motor

Membuka valve pada pipa suction dan mengatur putaran pompa

Membuka dan menutup kembali valve ( semua udara yang ada pada pipa-pipa yang menghubungkan manometer dikeluarkan)

Sebelum pengukuran, aliran fluida dalam keadaan steady dan semua permukaan air dalam manometer sama

Percobaan kurva kalibrasi

Mengatur valve discharge (1300 rpm) untuk mengubah debit pompaMembaca perbedaan tinggi raksa pada manometer venturimeterKapasitas pompa akan terlihat dengan membaca skala pada level cont. pada sumptank

Mencatat waktu menggunakan stopwatch

Mengulang percobaan sampai didapatkan 8 data

Percobaan karakteristik pompa

Menggunakan motor pada kecepatan putaran 1100 rpm

Catat (H1,H2) dapat terlihat pada manometer da Hd, Hs terlihat pada manometer pressure gaugeMenambahkan beban (W) untuk menyeimbangkan dinamometer

Melakukan langkah 1-3 dengan kapasitas berbeda hingga diperoleh 8 data

Melakukan percobaan dengan kecepatan putaran berbeda untuk 1300 dan 1500rpmData Pengamatan Kalibrasi antara laju alir (Q) dan H dengan kecepatan putaran (N) 1300rpmNo.volume (L)T (detik)H venturi (.10-3m)

1100755

2100675

3100696

4100707

5100687.5

6100677.5

7100668

8100688

Data karakteristik pompa dengan kecepatan putaran (N) 1100rpmNo. H venturi(.10-3m)h1 (mm)h2(mm)Hs(w.mg)Hd(w.mg)W (gram)

143642820.40.4450

243622860.40.2450

343612880.40.2450

443592880.40.2450

54.53682780.40.5450

64.53652810.410.4450

74.5364.52830.410.3450

853632850.410.2450


174252170.421.8600

27.54282160.411.9600

37.54302120.421.9600

47.54292150.421.9600

57.54332150.412600

67.54372090.412600

784352110.422600

884362080.42650


1104462020.52.2750

2114462010.52.1750

3134551940.552.5750

412.54581900.552.5750

5124561890.552.5750

612.54511980.552.3750

7134541930.552.5750

8134472030.552.2750

Pengolahan Data Kalibrasi laju alir (Q) dan H dengan kecepatan putaran (N) 1300rpmH venturi (.10-3m)Q(.10-3m3/s)

51.333333333

51.492537313

61.449275362

71.428571429

7.51.470588235

7.51.492537313

81.515151515

81.470588235

Kurva kalibrasi antara laju alir (Q) dan H

Y = ax + bY = 0.011 x+1.382x = HQ = 0.011 H +1.382

Karakteristik pompa pada N = 1100 rpmVHC (Velocity Head Correction) = Q2 x 2,13 x 104No.H (H1-H2) (10-3m)Q (10-3 m3/s)VHCW (kg)

1821.42643800.38280.45

2761.42643556.370.45

3731.42643556.370.45

4711.42643800.38280.45

5901.431543800.38280.45

6841.431543556.370.45

781.51.431543556.370.45

8781.43744045.07720.45

H =Hd-Hs + VHC + ZZ= 0.3 mQ (10-3m3/s)H (m.wg)

1.42643313.3388

1.42643313.1388

1.42643313.1388

1.42643313.1388

1.431543648.19493

1.431543648.08493

1.431543647.98492

1.43743983.9297

No = W.L.g.nL=0.2 mNh= Uw.g. H.QUw= densitas air (1000kg/m3)Q (10-3m3/s)NoNpNh

1.42673.266673.626176482111.71E+08

1.42673.266673.626176453591.71E+08

1.42683.733333.626176453591.71E+08

1.42683.733333.626176453591.71E+08

1.431583.733333.626248239101.73E+08

1.431583.733333.626248223361.73E+08

1.431583.733333.626248209041.73E+08

1.43783.733333.626320490701.75E+08


12081.45945340.90.6

22121.464545683.40.6

32181.464545683.40.6

42141.464545683.40.6

52181.464545683.40.6

62281.464545683.40.6

72241.4746027.20.6

82281.4746027.20.65


1.45945342.59

1.464545685.18

1.464545685.17

1.464545685.17

1.464545685.28

1.464545685.28

1.4746029.05

1.4746029.07


1.459163.2863.2866154832010454303.4

1.4645163.2863.2866905951010573001.1

1.4645163.2863.2866905936310572998.8

1.4645163.2863.2866905936310572998.8

1.4645163.2863.2866906097410573024.2

1.4645163.2863.2866906097410573024.2

1.47163.2863.2867662703510692589

1.47176.886776.886676766273298800320.76


12241.49247415.16320.75

22451.50348116.89170.75

32611.519549179.149330.75

42681.51448823.77480.75

52671.519549179.149330.75

62531.52549535.81250.75

72611.52549535.81250.75

82441.52549535.81250.75


1.49247417.16

1.50348118.79

1.519549181.4

1.51448826.02

1.519549181.4

1.52549537.86

1.52549538.06

1.52549537.76


1.492235.5135.57074640755221137

1.503235.5135.57232254395337457

1.5195235.5135.57473113635515213

1.514235.5135.57392260155455543

1.5195235.5135.57473113635515213

1.525235.5135.57554524035575294

1.525235.5135.57554554535575317

1.525235.5135.57554508785575283

PembahasanDini Utia N (07401043)Pada praktikum pompa sentrifugal, prinsipnya mengubah energi mekanik dalam bentuk kerja poros menjadi energi fluida. Energi inilah yang mengakibatkan pertambahan kecepatan pada zat cair yang mengalir secara kontinyu. Pada percobaan dilakukan kalibrasi terlebih dahulu pada putaran 1300 rpm. Kalibrasi ini dilakukan untuk mengetahui hubungan antara H terhadap laju alir, yang kemudian dibuat kurva kalibrasi sehingga didapatkan nilai regresi liniear. Nilai H terhadap laju alir pada percobaan tidak berbanding lurus. Hal ini mungkin disebabkan perbedaan pembacaan waktu pada saat kalibrasi, karena menggunakan stopwatch yang berbeda pada saat pembacaan waktu.Setelah melakukan kalibrasi, dilakukan penentuan karakteristik pompa sentrifugal pada kecepatan putaran 1100, 1300, dan 1500 rpm dengan mengetahui hubungan antara head pompa (H), daya dynamo pompa (No), dan efisiensi pompa () terhadap laju alir (Q). Untuk setiap kecepatan putaran pengukuran hubungan antara head pompa terhadap laju alir berbanding lurus, semakin besar putaran maka semakin besar H dan laju alirnya . Hal ini disebabkan oleh energi yang diberikan pada impeller akan memberikan energi (kinetik) sehingga kecepatan fluida yang melalui discharge akan lebih tinggi dan menyebabkan beda head pada discharge dan suctionnya mengecil yang menyebabkan total headnya menjadi besar. Hubungan antara daya pompa terhadap laju alir semakin besar putaran dinamometer, maka semakin besar pula laju alir, dan ini menyebabkan semakin besar pula daya pompa yang dibutuhkan. Tetapi pada praktikum kurva hubungan antara daya pompa terhadap laju alir pada kecepatan putaran 1100 dan 1500 rpm sangat konstan. Hal ini ini dikarenakan tidak adanya perubahan pada berat beban yang menyeimbangkan dynamometer. Sedangkan untuk kecepatan putaran 1300 rpm, terjadi penambahan berat beban sehingga hubungan antara daya pompa terhadap laju alir tidak konstan. Pada data Hubungan antara efisiensi pompa terhadap laju alir untuk setiap kecepatan putaran, semakin besar kecepatan laju alirnya maka nilai efisiensi pompa semakin besar. Nilai regresi linear pada kecepatan 1100 dan 1500 adalah satu. Pada kecepatan putaran 1300 rpm , nilai efisiensi terjadi penurunan, sehingga nilai regresi linearnya yaitu 0.215.

PEMBAHASAN Wida Mandhaga Nugraha (0741033)Pada praktikum kali ini, penguji melakukan percobaan mengenai penggunaan pompa centrifugal secara langsung yang bertujuan untuk membuat kurva kalibrasi dari pompa yang digunakan serta untuk mengetahui kinerja pompa itu sendiri baik dari daya pompa yang digunakan selama percobaan maupun efisiensi dari pompa itu sendiri.Prinsip kerja dari pompa itu sendiri ialah mengubah energi kinetis (kecepatan) cairan menjadi energi potensial (dinamis) melalui suatu impeller yang berputar dalam casing. Pengkalibrasian dilakukan dengan menggunakan kecepatan putar dynamometer sebesar 1300 rpm. Hal ini dilakukan untuk mengetahui hubungan antara head pompa dengan laju alir. Setelah dibuat kurva kalibrasinya didapat bahwa laju alir dan head pompa tidak berbanding lurus atau linear yang disebabkan karena pengukuran waktu dengan menggunakan stopwatch yang berbeda antara head pompa dan laju alir.Setelah pengkalibrasian, penguji melakukan percobaan untuk mengetahui karakter pompa sentrifugal itu dengan menggunakan kecepatan putar dynamometer dari pompa itu sebesar 1100 rpm, 1300 rpm dan 1500 rpm. Dalam hal ini karakter pompa yang didapat ialah daya pompa dan juga efisiensi dari pompa itu sendiri. Dalam setiap kecepatan putar yang diukur karakteristiknya, didapatkan hubungan antara head pompa dan juga laju alir setiap kecepatan putarnya, yaitu semakin tinggi kecepatan putar yang digunakan maka total head pompanya dan juga kecepatan laju alirnya menjadi semakin besar. Pada pengukuran dengan skala kecepatan putar sebesar 1100 rpm dan 1500 rpm, didapatkan hubungan bahwa semakin besar skala putarannya maka laju alirnya pun akan turut membesar pula sehingga dibutuhkan daya pompa yang besar pula, dan didapatkan daya pompa yang digunakan konstan ditunjukan dengan tidak adanya perubahan beban yang digunakan pada pompa, tetapi pada pengukuran dengan skala putar 1300 rpm, didapatkan daya pompa yang digunakan berubah, dikarenakan adanya perubahan beban yang digunakan pada pompa.Pada kurva hubungan antara efisiensi pompa terhadap laju alir pada pengukuran efisiensi pompa pada kecepatan putar 1100 rpm dan juga 1500 rpm juga didapatkan efisiensi pompa meningkat secara linier seiring dengan meningkatnya laju alir, akan tetapi pada pengukuran efisiensi pada kecepatan putar 1300 rpm terjadi perubahan efisiensi yang dikarenakan perubahan daya pompa itu sendiri yang disebabkan oleh perubahan beban yang digunakan pada pompa sentrifugal itu.

Kesimpulan Semakin besar kecepatan putaran, maka semakin besar nilai laju alirnya, daya pompanya dan juga efisiensinya. Kurva hubungan antara H dengan laju alir setiap kecepatan putaran yang berbeda berbanding lurus. Daya pompa dipengaruhi oleh besarnya beban yang ada pada pompa yang dapat mengakibatkan adanya perubahan efisiensi pompa itu sendiri.

Daftar PustakaJobsheet Praktikum Satuan Operasi. 2003. Pompa Sentrifugal. Bandung. Politeknik Negeri Bandung.

pompa sentrifugal

Documents