CONTOH PERHITUNGAN & PERENCANAAN POMPA

1. Pendahuluan

2. Tinjauan Pustaka

3. Data Perencanaan, Pemilihan Pompa dan Manajemen Energi

- Data Perencanaan pompa:

Pada perencanaan instalasi pompa air pada hotel atlet Samarinda diperoleh data

sebagai berikut :

1. Air yang akan dipompa yaitu air yang telah diproses, selanjutnya dipompa menuju ke

reservoir/penampung yang berada di atas hotel dengan tinggi statik (ha) 35 meter dari

permukaaan air yang akan dipompa sebelum didistribusikan.

2. Kapasitas hotel & mes atlet 6.000 orang. Kapasitas penggunaan air (Q) tiap hari,

menurut tabel (Sularso, 2004: 21) jumlah air yang dipakai per orang pada hotel yaitu 200

liter/orang:

kapasitas (Q) = 200 liter x 6000 orang

= 1.200.000 liter/hari

Ditambah untuk hydrant & konsumsi lain hotel sebesar 400.000 liter, jadi jumlah total

kapasitas air yang dibutuhkan per hari:

1.200.000 + 400.000 = 1.600.000 liter = 1600 m3/hari

= 66,6667 m3/h

= 1,1112 m3/men.

= 0,01852 m3/s

3. Hotel ini mempunyai 8 (delapan) lantai, dengan luas keseluruhan 350 Ha termasuk mes

atlet beserta stadion olah raga.

4. Diameter instalasi pipa (D) = 100 mm, dengan belokan 900 sebanyak 3 buah

5. Panjang pipa seluruhnya (L) = 50 meter

6. Harga C (formula Hazen-William), untuk pipa baja baru 120.

7. Katup isap menggunakan saringan.

8. Menggunakan 2 (dua) pompa, karena 1 (satu) sebagai pompa cadangan.

Dengan pertimbangan dari data dan kajian teori maka digunakan pompa sentrifugal

sebagai pilihan pada perencanaan ini.

Perhitungan :

Permukaan air atas (di atas hotel)

L = 50 m

D = 100 mm

ha Jumlah belokan 900 = 3 buah

Kran Kran

Pompa

Permukaan air bawah (air yang dipompa)

Gambar 4. Instalasi Pompa Perencanaan

1. Head Total Pompa (H)

a). Head kerugian gesek (hf) untuk pipa lurus (Sularso, 2004; 31)

hf =

hf =

hf =

hf =

hf = 0,067097

hf = 3,3548 m

b). Kerugian pada satu belokan 900 (Sularso, 2004: 34)

f = 0,131 + 1,847 (

)

(

)

dengan D/R = 1

v =

=

v =

v = 2,3592 m/s

= 900

Maka : f = 0,131 + 1,847 (

)

(

)

f = 0,131 + 1,847

f = 0,131 + 0,1633

f = 0,2943

dan hf = f

= 0,2943

hf = 0,2943

hf = 0,0836 m

c). Kerugian pada katup isap dengan saringan. Dari tabel (Sularso, 2004: 39) untuk

diameter 100 mm, diperoleh harga koefisien f = 1,97

Maka : hf = f

= 1,97 x

hf = 1,97 x

hf = 0,5595 m

d). Head kecepatan keluar

=

=

= 0,2839 m

e). Head total pompa

H = ha + hp + hl +

H = 35 + 0 + (3,3548 + 3(0,0836) + 0,5594) + 0,2839

H = 39,4489 m

2. NPSH (Net Positive Suction Head)

a). NPSH yang tersedia pada sistem (instalasi)

Data untuk air bersih dengan temperature = 300 C (Sularso, 2004: 24)

- Air dipompa pada tekanan atmosfir sebesar 1,0332 kgf/cm2 = 10332 kgf/m2

- = 0,9957 kgf/liter = 995,7 kgf/m3 ; = 0,04325 kgf/cm2 = 432,5 kgf/m

2

- Lubang isap pompa (hs) = 5 m di atas permukaan air bawah

- Kerugian head pipa isap, dapat dihitung:

1. Head kerugian gesek (hf) untuk pipa lurus di pipa suction

hf =

hf =

hf =

hf =

hf = 0,067097

hf = 3,3355 m

2. Kerugian pada katup isap dengan saringan.

Dari tabel (Sularso, 2004: 39) untuk diameter 100 mm, diperoleh harga

koefisien f = 1,97

Maka : hf = f

= 1,97 x

hf = 1,97 x

hf = 0,5595 m

Maka: jumlah kerugian pada pipa suction = 0,3355+0,5595 = 0,8949 m

NPSH dapat dihitung:

hsv =

-

- hs - hls

hsv =

- 5 - 0,8949

hsv = 10,3766 0,4344 - 5 - 0,8949 = 4,0473 m

b). NPSH yang diperlukan

Data yang diperoleh: QN = 1,1112 m3/menit

HN = 39,4489 m

N = 2900 rpm

= 0.092

Kecepatan spesifik pompa (ns)

ns = n

= 2900

= 2900

= 2900 . 0,0669

= 194,2017

NPSH yang diperlukan (Hsv) pada titik efisiensi terbaik adalah:

Hsv = HN = 0,092 . 39,4489 = 3,6293 m

Dari perhitungan diatas nilai telah memenuhi syarat, yaitu:

NPSH yang tersedia > NPSH yang diperlukan

4,0473 m > 3,6293 m

Jadi pompa centrifugal tersebut dapat bekerja tanpa mengalami kavitasi.

- Pemilihan Pompa

Dari data yang dihitung di atas dapat ditentukan untuk pemilihan suatu jenis

pompa air, yaitu Grundfos TPE Series 2000 (Single-stage, centrifugal pumps

electronically controlled)

Technical data

Speed 2900 rpm

Power, N: max. 3 kW / 4 HP

Flow, Q: max 370 m3/h

Voltage Electric Motor 220/380 V

Inletpipe 100 mm

Outletpipe 100 mm

Head, H: max. 90 m

Liquid temp. -25 C to + 140 C

Operat. pressure: max. 16 bar

Gambar 5. Pompa air Grundfos TPE Series 2000 dengan grafik perbandingan

nilai H (head) dan Q (kapasitas)

- Manajemen Energi

Perbandingan jumlah biaya pemakaian energi dari pompa apabila mengunakan

pengerak motor diesel atau listrik perusahaan listrik Negara (PLN).

Perhitungan:

- Kapasitas air yang diperlukan sehari (Q) = 1600 m3/hari

- Kapasitas pompa air Grundfos TPE Series 2000 (Q)pompa = 370 m3/jam

Maka lama pengoperasional pompa =

=

= 4,32 jam.

1. Menggunakan pengerak motor diesel

Motor diesel yang digunakan yaitu Yanmar TF110E, dengan spesifikasi:

Num. of Cylinders: 1

Bore x stroke (mm): 88 x 96

Displacement lit.: .583

Cont. output kW (hp): 7.4 (10.0)

Rated output kW (hp): 8.1 (11.0)

Rated Speed (rpm): 2400

Cooling system: Radiator

Starting type: Electric

Dry weight (kg): 108

Putaran dari motor diesel ke pully pompa menggunakan sistem transmisi karena

terjadi perbedaan putaran.

- Konsumsi bahan bakar motor diesel Yanmar TF110E = 2 liter/jam, dengan harga solar

untuk industri Rp 10.897,7/liter (Pertamina 15 Juni 2008).

- Harga konsumsi bahan bakar per jam:

2 liter/jam x Rp 10.897,7/liter = Rp 21.796,-

- Jumlah total pemakaian bahan bakar motor diesel pengerak pompa:

4,32 jam x Rp 21.796,- = Rp 94.159,-

2. Menggunakan pengerak motor listrik dengan sumber PLN.

Harga listrik PLN per kWh = Rp 1.380,- (harga listrik untuk industri tertinggi)

Total penggunaan harga energi:

- 3 kW x Rp 1.380,- = Rp 4.140,- /jam

- Maka harga energi yang dipakai untuk pompa:

4,32 jam x 4.140,- = Rp 17.885,-

Perbandingan biaya operasional:

Jadi secara manajemen energi lebih hemat menggunakan listrik PLN sebagai sumber

penggerak pompa, yaitu hanya 19 % dibanding apabila menggunakan motor diesel dengan

bahan bakar solar.

4. Kesimpulan

Dari pembahasan sebelumnya mengenai analisa performansi pompa sentrifugal pada

hotel atlet Samarinda, maka dapat disimpulkan:

1. Kapasitas air total untuk kebutuhan hotel, mes atlet, dan stadion yaitu sebesar 1600 m3/hari.

Ketinggian air yang akan dipompa yaitu 35 meter.

2. Dengan demikian pemilihan pompa air sentrifugal merk Grundfos TPE Series 2000

(Single-stage, centrifugal pumps electronically controlled) sangat baik, yaitu dapat

memompa air dengan kapasitas yang besar yaitu 370 m3/jam dan dengan ketinggian Head

total sampai 90 meter.

3. Pemakaian energi yang murah menggunakan listrik PLN, yaitu hanya 19 % dibanding

apabila menggunakan motor diesel dengan bahan bakar solar.

4. Penggunaan motor listrik disamping lebih murah juga mempunyai beberapa kelebihan lain,

seperti:

- Pengoperasiannya lebih mudah.

- Ringan dan hampir tidak menimbulkan getaran.

- Pemeliharaan dan pengaturan lelatif lebih mudah.

Referensi:

1. Igor J. Karassik, William C Krutzsch, Warren H. Fraser. (1986), Pump Handbook, Second Edition, McGraw-Hill Book Co.

2. Lemigas (2000). Dasar-Dasar Pompa Positive Displacement dan Centrifugal, Lemigas.

3. Pudjanarsa A, Nursuhud Djati. (2006), Mesin Konversi Energi, Penerbit Andi.

4. Smith, CB. (1981). Energy Management Principles, Pergamon Press.

5. Sularso, Haruo Tahara. (2004), Pompa Dan Kompresor, Cetakan Ketujuh, Pradnya Paramita.

6. www.grundfos.com

7. www.yanmar.com

----------- saksono_puji@yahoo.co.id -----------