pom_s1-sam2

7/18/2019 Pom_S1-sam2

http://slidepdf.com/reader/full/poms1-sam2 1/14

POMPA -Jurusan Teknik Mesin

BAB 2PERSAMAAN DASAR DAN UNJUK KERJA POMPA

2.1 Persamaan Dasar

2.1.1 Teori Bernoulli untuk fluida ideal :

Energi dari suatu partikel fluida yang bergerak dalam suatu medan

bergravitasi adalah sama dengan jumlah energi potensial, energi tekan dan

energi kinetik. Dimana besarnya energi tersebut dalam satuan berat dapat

ditulis :

2.g

C

γ

pZ H

2

++= (2.1)

dimana :

Z = ketinggian dari suatu partikel fluida

p = tekanan pada ketinggian z di dalam fluida

C = keepatan rata!rata aliran

γ = berat jenis fluida

g = gravitasi

"elanjutnya untuk aliran steady dari suatu fluida sempurna dalam suatu

medan gravitasi yang homogen, jumlah head potensial, head tekanan dan head

keepatan adalah konstan pada suatu garis arus #stream line$ yang telah

ditentukan. %nggaplah dua titik sembarang #&$ dan #'$ terletak pada suatu

streamline yang sama, persamaan (ernoulli dapat ditulis sebagai berikut :

By : HM

&)

Z

7/18/2019 Pom_S1-sam2



2.g

C

γ

pZ

2.g

C

γ

pZ

2

2 2

2

2

11

1 ++=++ (2.2)

2.1.2 Persamaan Bernoulli untuk fluia sesunggu!n"a #

*ersamaan energi pada dua titik yang berada dalam suatu aliran dapat

ditulis :

21−+++=++ $%H 2.g

C

γ

pZ

2.g

C

γ

pZ

2

2 2 2

2

111 (2.3)

dimana :

Σ∆+&!' = erugian head dari titik & ke titik '

*ersamaan #'.-$ menyatakan baha perbedaan total head dari tititk #&$ ke #'$

dalam suatu garis arus yang sama adalah sama dengan kerugian head yang

terjadi dari titik #&$ ke titik #'$.

By : HM

&/

Z1

2

1

Z2

7/18/2019 Pom_S1-sam2



Gambar 2.1 Instalasi Suction Lift Gambar 2.2 Instalasi Suction Head

2.2 Unjuk Kerja Pompa

0njuk kerja setiap pompa ditentukan oleh ukuran!ukuran dasar antara lain :

&. +ead.

'. apasitas.

-. Daya.

1. Efisiensi

2.2.1. Head

%dalah energi persatuan berat yang dikandung oleh zat air yang

mengalir. Energi ini berupa energi tekan, energi kinetik dan energi potential.

"atuan energi persatuan berat adalah ekuivalen dengan satuan panjang atau

#tinggi$.

Head Geometris Instalasi Pompa dan Geometris Pompa

a. Head Suction Geometris Instalasi Pompa Hs!

%dalah perbedaan ketinggian antara permukaan airan yang diisap

dengan ketinggian sisi masuk #sumbu$ pompa. +s bertanda positip bila

permukaan airan yang diisap lebih rendah dari pada pompa. eadaan

sebaliknya bertanda negatip.

By : HM

&2

7/18/2019 Pom_S1-sam2



%pabila diukur dari pompa maka head geometris pompa #HS$ dapat ditentukan

berdasarkan persamaan di baah ini :

s

2

sr

2

sssr

& $%H 2.g

C C

γ

P P

H −

−−

−=

(2.4)

dimana :

+s = +ead sution geometris pompa.

*sr = 3ekanan permukaan airan pada sution reservoir.

*s = 3ekanan aliran pada bagian isap #inlet$ pompa.

Csr = eepatan aliran turunnya permukaan airan pada reservoir.

Cs = eepatan aliran pada pipa sution #isap$.

γ = ρ.g = berat jenis airan.

Σ∆+" = "eluruh kerugian energi pada pipa isap.

b. Head Dischare Geometris Instalasi Pompa Hd!

%dalah perbedaan ketinggian antara permukaan airan teratas setelah

keluar dari pipa disharge dengan ketinggian sumbu #poros$ pompa.

%pabila diukur dari pompa maka head geometris pompa +d dapat ditentukan

berdasarkan persamaan di baah ini :

2

2

r r $%H

2.g

C C

γ

P P H −

−−

−= (2.5)

dimana :

+d = +ead disharge geometris pompa.

*dr = 3ekanan permukaan airan pada disharge reservoir.

*d = 3ekanan aliran pada bagian disharge #outlet$ pompa.

Cdr = eepatan aliran naiknya permukaan airan pada reservoir.

Cd = eepatan aliran pada pipa disharge #tekan$.

Σ∆+d = "eluruh kerugian energi pada pipa disharge.

By : HM

'4

7/18/2019 Pom_S1-sam2



c. Head Total Geometris Instalasi Pompa H"!

%dalah perbedaan ketinggian antara permukaan airan teratas setelah

keluar dari pipa disharge dengan ketinggian permukaan airan yang diisap

oleh pompa # paa su'tion reser(oir $, dengan tanpa memperhatikan apakah

tekanan pada kedua reservoir tersebut sama atau diatas atmosfer.

s) H H H += (2.6)

d. Head !fektif "Total# Instalasi Pompa "H eff #

%pabila ditinjau dari instalasi pompa maka head efektif 5 total adalah :

"nstati' eff H H H += (2.7)

+ead "tatis pompa :

Z sr dr

st H γ

P P H +

−= (2.8)

+ead dynamis pompa :

*T

2

sr

2

r "n $%H

2.g

C C H +

−= (2.9)

"elanjutnya :

lT

2 sr

2 r

Z sr r

eff $%H 2.g

C C H

γ

P P H +

−++

−= (2.10)

%tau :

s

2

sr

2

r Z

sr r eff $%H $%H

2.g

C C H

γ

P P H ++

−++

−= (2.11)

e. Head !fektif "Total# Pompa "H eff #

3inggi kenaikan efektif #+e$ dari pompa adalah sama dengan kenaikan

energi airan antara bagian masuk #inlet$ pompa dengan outlet pompa per unit

berat airan yang dipompa.

By : HM

'&

7/18/2019 Pom_S1-sam2



enaikan energi ini sama dengan penjumlahan kenaikan energi tekan

# pressure !ea $

−

γ

P P r , kenaikan head geometris di dalam pompa sendiri

6hg7 dan kenaikan energi kinetis #(elo'it" !ea $

−

2.g

C C 2

s

2

sehingga :

2.g

C C !

γ

P P H

2 s

2

g s

e

−++

−= (2.12)

f. $eruian Hidrolis Sepan%an Saluran Pipa " LT H ∆∑ # :

minor *ma"or **T H H %H ∑+∑=∑ (2.13)

dimana :

ma"or * %H ∑ = erugian hidrolis aliran sepanjang pipa lurus

=g 2

+

,

*f

2

f = fri'tion fa'tor , 0ntuk aliran laminar hargaRe

64= f

0ntuk aliran turbulent harga ini dapat dilihat pada 8oody

diagram f # f $%e& e'D(

9e = 9eynold number =μ

DVρ

µ = viskositas absolut2

m

et -

e5D = 9elative roughness

= panjang pipa #m$

D = diameter pipa #m$

; = keepatan aliran fluida #m5dt$

g = perepatan gravitasi = -'.&)1 ft5s' = 2./4<< m5s'

minor * %H ∑ = erugian hidrolis aliran melalui assesories pompa.

=2.g

+ k

2

k = fri'tion 'oeffisien pada masing!masing assesories.

By : HM

''

7/18/2019 Pom_S1-sam2



Sifat Phisik &ir :

By : HM

'-

7/18/2019 Pom_S1-sam2



Sifat 'iskositas &bsolut Berbaai (at :

By : HM

'1

7/18/2019 Pom_S1-sam2



)elati*e )ouhness :

+ood, Diaram :

By : HM

'

7/18/2019 Pom_S1-sam2



Pan%an !kui*alen "-e# Pada Berbaai &ssesories :

"tandard Elbo 244 dengan diameter nominal < inh memiliki panjang

ekuivalen #e$ = &< ft = &2' inh, sehingga #e5D$ = &2'5< = -'.

By : HM

'<

7/18/2019 Pom_S1-sam2



Head Indikatif internal "H i #:

+ead >ndikatif #3inggi kenaikan indikatif$ adalah penjumlahan +ead

effektif dengan seluruh kerugian hidrolis di dalam pompa # )p$ yang

disebabkan oleh gesekan airan dengan saluran di dalam pompa.

th H =∆+= P eff i H H H (2.14)

+ead indikatif juga disebut head teoritis #Ht)$.

2.2.2 $apasitas Pompa

a. Kapasitas teoritis pompa *t)!

apasitas teoritis pompa adalah kapasitas ideal dari suatu pompa tanpa

adaanya kebooran internal maupun e?ternal.

b. Kapasitas +ptimum *opt!

apasitas optimum pompa adalah kapasitas pompa yang didapat bila

pompa bekerja pada efisiensi overall maksimum.

c. Kapasitas ,ktual *r !

apasitas aktual atau sesungguhnya yang dihasilkan oleh pompa adalah

banyaknya airan yang mengalir persatuan aktu melalui pipa disharge pada

saat pompa bekerja.

d. Kapasitas Indikatif *i!

(anyaknya airan yang mengalir melalui pompa, jadi ini sama dengan

kapasitas aktual *r ! ditambah kebooran yang terjadi di dalam pompa *l !.

l r i += (2.15)

2.2./. Da,a

By : HM

')

7/18/2019 Pom_S1-sam2



a. Da-a Poros

Daya poros adalah daya yang masuk pada poros pompa bila pompa

tersebut dikopel langsung dengan motor listrik.

ems!P P ≈ (2.16)

Dimana : *em = Daya output motor

(ila daya jala!jala yang masuk motor = Pm dan em adalah efisiensi motor itu

sendiri maka :

memem P /P = (2.17)

(ila antara motor dan pompa masih ada sistem transmisi dengan efisiensi #ηt$

maka daya yang masuk ke poros pompa

em t s! P /P = (2.18)

b. Da-a Internal ' Indikatif Pi!

%dalah daya total yang diberikan impeller atau plunger ke fluida kerja

sehingga menghasilkan kapasitas @i. (esarnya adalah :

!f i i i P H γ P += (2.19)

( ) ( !f pe*r i P %!H γ P +++= (2.20)

*hf = daya yang hilang karena gesekan antara airan yang dipompa dengan

impeller atau airan dengan dinding!dinding silinder pada pompa

reiproating dalam bentuk energi panas.

Daya indikatif sama dengan daya poros dikurangi dengan daya yang hilang

karena gesekan mekanis #*mf $ misalnya gesekan antara poros dengan bantalan

dsb.

mf s!i P P P −= #'.'&$

b. Da-a +utput Pompa ' Da-a ,ir HP!

By : HM

'/

7/18/2019 Pom_S1-sam2



Daya output pompa atau daya effektif pompa *e untuk kapasitas nyata

@r dan head effektif +e adalah :

er H ..γ Pe = #'.''$

2.2./. 0ffisiensi

a. 0ffisiensi Hidrolis

Effisiensi +idrolis # h$ adalah perbandingan antara +ead effektif dengan

+ead indikatif.

t!

e

pe

pi

i

e

!H

H

H %H

H %H

H

H / =

+

−== #'.'-$

b. 0ffisiensi olumetris

Effisiensi ;olumetris # * $ adalah perbandingan antara apasitas nyata

#@r $ dengan apasitas indikatif #@ i$.

l r

r

i

r (

/

+== #'.'1$

c. 0ffisiensi Internal ' Indikatif

Effisiensi internal 5 indikatif # i $ adalah :

( !

i

ei //

P

P / == #'.'$

d. 0ffisiensi 3ekanis

Effisiensi mekanis # m$ adalah perbandingan antara daya indikatif * i

dengan daya yang masuk ke poros pompa *sh :

s!

mf s!

s!

i m

P

P P

P

P /

−== #'.'<$

e. 0ffisiensi 4otal !ffisiensi 0*er &ll !

By : HM

'2

7/18/2019 Pom_S1-sam2



Effisiensi overall atau effisiensi total pompa adalah perbandingan antara

daya kuda air dengan daya yang masuk ke poros pompa :

s!

e

opP

P / = #'.')$

( ) ( ) mf !f pel r

er

P P %!H γ

H γ

++++=

(ila @r dan +e diketahui maka daya poros dapat dihitung sebagai berikut :

op

er

s!/

H γ P = #'.'/$

By : HM

-4

pom_s1-sam2

Documents