test pump rig

I. TUJUAN Menemukan karakteristik dasar pompa untuk putaran yang berubah-ubah Menemukan koefisien debit untuk celah U dan celah V

II. DASAR TEORI1. Karakteristik Dasar Pompa

Konversi energi mekanis ke energi zat alir (fluida) dengan suatu mesin merupakan perhatian utama para ahli. Alat atau mesin ini disebut pompa. Jenis mesin pompa yang mampu untuk tujuan konversi ini amat berbeda-beda dalam perencanaan dan prinsip kerjanya.

Pompa turbin dikenal juga sebagai pompa regeneratif atau pompa periperal dengan sudu-sudu impeler lurus terletak di dalam rumah pompa. Pompa ini tak mampu priming sendiri dan dioperasikan dengan bagian sisi isap yang tergenang air.

Jika rotor berputar, cairan terbawa mengelilingi ruang pada kecepatan yang bergerak dari nol pada permukaan rumah pompa sampai kecepatan maksimum pada permukaan rotor. Jika cairan tak begitu kental tak akan ada keluaran . Oleh karena itu, pompa turbin dikelompokan sebagai pompa cairan kental (pompa viskositas).

Parameter penting yang harus diamati di dalam pengujian pompa yaitu:

Kapasitas pompa, Q(m3/s) yaitu laju aliran (debit) air yang dihasilkan pompa. Tinggi tekanan pompa, H(m) adalah selisih netto kerja masukan dan keluaran pompa

H= P2−P1γ

+V 22−V 12

2g+Z2−Z 1+hl

Daya Hidrolik, Nh (Watt)Nh= ρgHQ

Daya Pompa, Np (Watt)N p=Tω

ω=2πn60

(rad / s)

Efisiensi Pompa (%)

η=Nh

N p

×100 %

Untuk berbagai kondisi kerja, harga parameter tersebut akan bervariasi dan menunjukan kemampuan kerja pompa untuk suatu daerah kerja tertentu.

Alat pengukuran yang digunakan adalah:

Meter TekananMeter Tekanan menggunakan prinsip tabung Bourdon. Sebelum digunakan meter tekanan ini harus di priming lebih dahulu (udara yang terjebak harus dikeluarkan). Perbedaan meter tekanan isap dan keluaran memberikan tinggi tekan, masing-masing pompa memiliki meter tekanan isap dan keluaran sendiri.

Meter TorsiPrinsip utama meter ini menggunakan hukum keseimbangan torsi, yaitu lengan torsi yang berskala dihubungkan ke motor dengan suatu penghubung kaku. Sebelum meter ini digunakan harus dikalibrasi yaitu dengan mengatur beban penyeimbang lengan torsi mendatar.

Kecepatan motor/pompaKecepatan motor dapat dilihat pada panel pengukur. Kecepatan motor dideteksi dengan pengindera yang terpasang pada poros motor.

Laju aliran/debitLaju aliran dapat diukur langsung dengan menggunakan tangki volumentrik. Besarnya laju aliran air dapat dibaca pada gelas ukur yang terpasang dalam satuan liter dibagi dengan waktu pengamatan.

2. Celah U dan Celah V

Banyaknya fluida yang melalui saluran terbuka sering diukur dengan menggunakan suatu bendung atau celah. Dengan celah, aliran akan mengalir lewat suatu celah. Bentuk celah biasanya berbentuk persegi empat (U) atau segitiga (V), dan dapat dipasang pada aliran air sesuai yang dikehendaki . Untuk menganalisis suatu celah perlu dilakukan asumsi berikut :

Tekanan pada aliran leher atas dan bawah sama yaitu tekanan atmosfer Plat celah pada posisi tegak lurus dengan aliran hulu yang rata dan aliran menuju plat

normal Puncak celah runcing dan aliran menuju puncak celah dalam kondisi normal Tekanan yang hilang diabaikan pada waktu aliran melalui celah Saluran seragam degan sisi hulu dan hilir bendung Kecepatan aliran menuju celah seragam dan tidak ada gelombang permukaan

Jelas bahwa model matematis dengan asumsi di atas tidak menampilkan kondisi aliran yang nyata di dalam celah. Meskipun demikian, hal ini diperbolehkan untuk perhitungan aliran yang melintasi celah sebagai pendekatan. Hasil yang diperoleh, kemudian dapat diubah agar sesuai dengan hasil aliran yang diperoleh dari percobaan.

Rumus lengkap analisis matematik celah bentuk persegi adalah

Qteori=23

√2 gB H32

Dengan Q = laju aliran (m3/s)

B = lebar celah (m)

g = grafitasi = 9,79 (m/s2)

H = kedalaman air (m)

Untuk jumlah aliran yang kecil, celah bentuk V lebih sering digunakan. Dengan α sudut adalah setengah dari sudut celah, rumus aliran melalui celah V dapat dituliskan sebagai berikut

Qteori= 815

√2 g H52 tg∝

Persamaan diatas tidak memberikan hasil yang akurat bila di terapkan pada pola aliran actual pada celah. Untuk menghitungnya (sesuai analisis) persamaan tersebut biasanya dikalikan dengan suatu koefisisen yang ditentukan dari hasil percobaan sehingga

Qactual=cdQteori

Alat pengukuran yang digunakan:

Tangki VolumetrikTangki ini sudah diskala dalam liter sehingga mudah menghitung laju alirannya

Q= VolWaktu

=Vt(m3/s )

Meter Hook and PointAtur Hook sehingga ujung menyentuh permukaan set angka nol vernier digaris dengan angka nol skala dan kencangkan ulir B. Pengaturan dilakukan dengan mengatur ulir A sampai mendekati permukaan bebas dan gunakan pengaturan yang halus sampai ujung hook menyentuh permukaan air

III. LANGKAH KERJA1. Karakteristik dasar pompa

Peralatan Utama

Peralatan utama yang digunakan dalam pengujian adalah

Instalasi pengujian multi pump test rig Stop watch

Persiapan Percobaan

Isi tangki dengan air bersih, pasang sabuk penghantar daya ke pompa yang dikehendaki Hubungkan instalasi pompa dengan suplai listrik utama 220/240V 50/60Hz dengan kabel

yang tersedia, operasikan pompa dengan menekan saklar ON Priming terlebih dahulu meter tekanan yang akan digunakan Kalibrasi meter torsi Lakukan penutupan katup keluaran pompa dengan halus dan pembacaan alat ukur

menunggu kondisi stabil terlebih dahulu.

Proses Percobaan

Siapkan data pengamatan untuk pengujian pompa tertentu Ukur parameter debit (Q), tinggi tekanan (H), putaran (n) dan torsi (T) untuk putaran

tertentu Ulangi percobaan di atas untuk putaran yang berbeda seperti yang dibutuhkan Hitung tinggi tekanan total, torsi, daya pompa, daya hidrolik dan efisiensi Gambarkan kurva tinggi tekanan, daya hidrolik, efisiensi terhadap debit

2. Koefisien debit celah U dan V

Peralatan Utama

Instalasi pengujian pompa, pompa turbine Celah U dan celah V Meter Hook and Point gage

Stop watch

Persiapan Percobaan

Pasang pompa turbine Hidupkan pompa dan biarkan air mengisi saluran dan jika air mulai mengalir melewati

celah, matikan pompa dan biarkan kelebihan air melewati celah. Ini merupakan level dasar celah

Atur vernier Hook point gage pada posisi nol

Proses Percobaan

Operasikan pompa turbin Atur laju aliran (debit) air Ukur debit actual dari tangki volumenterik dengan mengukur jumlah volume air pada

tangki dan catat waktu yang diperlukan dengan stop watch Pada waktu yang bersamaan ukur ketinggian air H dan lebar B pada celah

IV. DATA PENGUKURAN1. Karakteristik Dasar Pompa

Pompa : Turbine

Putaran : 8 x 100 rpm

No.Tekanan Isap (m H2O)

TekananKeluaran(m H2O)

Head Total(m H2O)

Volume(ltr)

Waktu(detik)

Laju Aliran x

Torsi(Nm)

1 0 8 8 0 30 0 1.22 0 7.5 7.5 3 30 0.0001 1.13 0 6 6 3.5 30 0.000116 0.94 0.1 5 5.8 4.5 30 0.00015 0.85 0.3 5.5 5.1 5 30 0.000167 0.756 0.4 4 4.4 6 30 0.0002 0.737 0.5 3.5 4 6.5 30 0.000216 0.688 0.6 3 3.6 7.5 30 0.00025 0.669 0.7 2.5 3.2 8 30 0.000267 0.6710 0.8 2 2.8 8.5 30 0.000283 0.6611 0.9 1.5 2.4 9.5 30 0.000316 0.6512 1.0 1 2 10.5 30 0.00035 0.64

Hasil Perhitungan daya Masukan (Np), daya Hidrolik (Nh) dan efisiensi pompa (ηp)

Diketahui : ρ= 988 kg/m3, n= 800 rpm, g= 9.8 m/s2

Torsi (T)(Nm)

Daya Masukan(Np)2πn/60 x T (Watt)

Debit (Q)(m3/s)

Head (H)(m)

Daya Hidrolik (Nh)ρgQH

Efisiensi Pompa (ηp)(Nh/Np) x 100%

1.2 100.48 0 8 0 01.1 92.10667 0.0001 7.5 7.1001 7.7085630.9 75.36 0.000116 6 6.588893 8.7432230.8 66.98667 0.00015 5.8 8.236116 12.295160.75 62.8 0.000167 5.1 8.062874 12.838970.73 61.12533 0.0002 4.4 8.330784 13.629020.68 56.93867 0.000216 4 8.179315 14.365130.66 55.264 0.00025 3.6 8.52012 15.417130.67 56.10133 0.000267 3.2 8.088434 14.417540.66 55.264 0.000283 2.8 7.501492 13.573920.65 54.42667 0.000316 2.4 7.179621 13.191370.64 53.58933 0.00035 2 6.62676 12.36582




Head Total(m H2O)

Volume(ltr)

Waktu(detik)

Laju Aliran x

Torsi(Nm)

1 0 10 10 0 30 0 1.42 0.1 9.5 9.6 2.5 30 0.000083 1.33 0.2 8 8.2 6 30 0.0002 1.24 0.3 7 7.3 6.5 30 0.000216 1.15 0.4 6 6.4 8 30 0.000267 1.056 0.6 5 5.6 9 30 0.0003 1.027 0.7 4 4.7 10 30 0.00033 18 0.8 3.5 4.3 11.5 30 0.000383 0.989 1.2 3 4.2 12.5 30 0.000417 0.9710 1.4 2.5 3.9 13 30 0.000433 0.9611 1.8 2 3.9 13.5 30 0.00045 0.9412 1.9 1.7 3.6 14 30 0.000467 0.88



Torsi (T)(Nm)


Debit (Q)(m3/s)

Head (H)(m)



1.4 146.5333 0 10 0 01.3 136.0667 0.000083 9.6 7.543146 5.5437141.2 125.6 0.0002 8.2 15.52555 12.361111.1 115.1333 0.000216 7.3 14.92725 12.965191.05 109.9 0.000267 6.4 16.17687 14.719621.02 106.76 0.0003 5.6 15.90422 14.897171 104.6667 0.00033 4.7 14.68301 14.028350.98 102.5733 0.000383 4.3 15.59087 15.199730.97 101.5267 0.000417 4.2 16.58015 16.330840.96 100.48 0.000433 3.9 15.98659 15.910220.94 98.38667 0.00045 3.9 16.61423 16.886670.88 92.10667 0.000467 3.6 15.91558 17.27951




Head Total(m H2O)

Volume(ltr)

Waktu(detik)

Laju Aliran x

Torsi(Nm)

1 0 11 11 0 30 0 1.562 0 10.5 10.5 2.5 30 0.000083 1.53 0 10 10 3 30 0.0001 1.474 0 9 9 4 30 0.00018 1.385 0,3 8.5 8.8 4.5 30 0.0002 1.346 0,5 7 7.5 5 30 0.00024 1.37 0,6 6.5 7.1 6.5 30 0.00027 1.248 1,4 5 5.9 7.5 30 0.00032 1.29 1,1 4 5.5 8 30 0.00035 1.1710 2 3 5 9 30 0.00037 1.1511 2.4 2 4.4 10.5 30 0.0004 1.112 2.5 1.5 4 13.5 30 0.00046 1.06



Torsi (T)(Nm)


Debit (Q)(m3/s)

Head (H)(m)



1.56 179.608 0 11 0 01.5 172.7 0.000083 10.5 8.250316 4.7772531.47 169.246 0.0001 10 9.4668 5.5935151.38 158.884 0.00018 9 15.33622 9.6524611.34 154.2787 0.0002 8.8 16.66157 10.799661.3 149.6733 0.00024 7.5 17.04024 11.384951.24 142.7653 0.00027 7.1 18.14786 12.711671.2 138.16 0.00032 5.9 17.87332 12.936681.17 134.706 0.00035 5.5 18.22359 13.528421.15 132.4033 0.00037 5 17.51358 13.227451.1 126.6467 0.0004 4.4 16.66157 13.155951.06 122.0413 0.00046 4 17.41891 14.27296

2. Data Pengukuran celah bentuk U dan V

Data Analisis celah bentuk U

No.

Qteori (m3/s) Qaktual (m3/s) Cd V (m3) t (detik) B (m) H (m)

1 2.6 x 10-4 2.5 x 10-4 0.96 5 x 10-3 20 50.25 x 10-3 15 x 10-3

2 2.6 x 10-4 2.5 x 10-4 0.96 10 x 10-3 40 50.25 x 10-3 15 x 10-3

3 2.8 x 10-4 2.3 x 10-4 0.82 14 x 10-3 60 50.25 x 10-3 15.4 x 10-3

4 2.8 x 10-4 2.25 x 10-4 0.80 18 x 10-3 80 50.25 x 10-3 15.4 x 10-3

5 2.8 x 10-4 2.25 x 10-4 0.80 22.5 x 10-3 100 50.25 x 10-3 15.4 x 10-3

Perhitungan celah bentuk U

Qteori Qaktual CdData1

=23√2g B

2√H 3

=23√2 (9.79 )50.25−3 2√(15 x10¿¿−3)3 ¿

= 2.6 x10−4

Qaktual=Vt

= 5x 10−3

20det = 2.5 x10−4

Cd=QaktualQteori

= 2.5 x10−4

2.6 x10−4

= 0.96

Data 2

=23√2g B

2√H 3

=23√2 (9.79 )50.25−3 2√(15 x10¿¿−3)3 ¿

= 2.6 x10−4

Qaktual=Vt

= 10x 10−3

40det = 2.5 x10−4

Cd=QaktualQteori

= 2.5 x10−4

2.6 x10−4

= 0.96

Data 3

=23√2g B

2√H 3

=23√2 (9.79 )50.25−3 2√(15.4 x10¿¿−3)3 ¿

= 2.8 x10−4

Qaktual=Vt

= 14 x10−3

60det = 2.3 x10−4

Cd=QaktualQ teori

= 2.3x 10−4

2.8x 10−4

= 0.82

Data 4

=23√2g B

2√H 3

=23√2 (9.79 )50.25−3 2√(15.4 x10¿¿−3)3 ¿

= 2.8 x10−4

Qaktual=Vt

= 18x 10−3

80det = 2.25 x10−4

Cd=QaktualQteori

= 2.25x 10−4

2.8x 10−4

= 0.80

Data 5

=23√2g B

2√H 3

=23√2 (9.79 )50.25−3 2√(15.4 x10¿¿−3)3 ¿

= 2.8 x10−4

Qaktual=Vt

= 18x 10−3

80det = 2.25 x10−4

Cd=QaktualQteori

= 2.25x 10−4

2.8x 10−4

= 0.80

Data Analisis celah bentuk V

No.

Qteori (m3/s) Qaktual (m3/s) Cd V (m3) t (detik) H (m)

1 3.2 x 10-4 3 x 10-4 0.93 6 x 10-3 20 29 x 10-3

2 3.2 x 10-4 2.5 x 10-4 0.78 10 x 10-3 40 29 x 10-3

3 3.2 x 10-4 2.5 x 10-4 0.78 15 x 10-3 60 29 x 10-3

4 3.4 x 10-4 2.4 x 10-4 0.70 19 x 10-3 80 29.4 x 10-3

5 3.4 x 10-4 2.4 x 10-4 0.7 24 x 10-3 100 29.4 x 10-3

Perhitungan celah bentuk U

Qteori Qaktual CdData 1

= 815

√2g H52 tg∝

= 8

15√2 (9.79 ) ¿

= 3.2 x10−4

Qaktual = Vt

= 6 x10−3

20det = 3 x10−4

Cd=QaktualQteori

= 3x 10−4

3.2x 10−4

= 0.93

Data 2

= 815

√2g H52 tg∝

= 8

15√2 (9.79 ) ¿

= 3.2 x10−4

Qaktual = Vt

= 10x 10−3

40det = 2.5 x10−4

Cd=QaktualQteori

= 2.5x 10−4

3.2x 10−4

= 0.78

Data 3

= 815

√2g H52 tg∝

= 8

15√2 (9.79 ) ¿

= 3.2 x10−4

Qaktual = Vt

= 15x 10−3

60det = 2.5 x10−4

Cd=QaktualQteori

= 2.5x 10−4

3.2x 10−4

= 0.78

Data 4

= 815

√2g H52 tg∝

= 8

15√2 (9.79 ) ¿

= 3.4 x 10−4

Qaktual = Vt

= 19x 10−3

80det = 2.4 x 10−4

Cd=QaktualQteori

= 2.4 x10−4

3.4 x10−4

= 0.7

Data 5

= 815

√2g H52 tg∝

= 8

15√2 (9.79 ) ¿

= 3.4 x 10−4

Qaktual = Vt

= 24 x10−3

100det = 2.4 x 10−4

Cd=QaktualQteori

= 2.4 x10−4

3.4 x10−4

= 0.7

3. Kurva Karakteristik Dasar Pompaa. Kurva Head terhadap debit

0 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.00050

2

4

6

8

10

12

Chart Title

800 rpm1000 rpm1100 rpm

Axis Title

Axis Title

b. Kurva efisiensi terhadap debit

0 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.000502468

101214161820

kurva Effisiensi terhadap debit

Series2Series4Series6

c. Kurva daya masukan fluida terhadap debit

0 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.00050

20406080

100120140160180200

Kurva Daya Masukan terhadap debit

800 rpm10o0 rpm1100 rpm

d. Kurva daya hidrolik

0 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.000502468

101214161820

Kurva daya hidrolik terhadap debit

800 rpm1000 rpm1100 rpm

test pump rig

Documents