Pompa Minee

Laporan Praktikum Dosen Pembimbing

Operasi Teknik Kimia Zulfansyah, ST., MT

POMPA SENTRIFUGAL

Disusun oleh :

Kelompok : VIII (Delapan)

Nama Kelompok : 1. Boy Presley Panjaitan (1107035582)

2. Elvira Idha Cahyati (1107035649)

3. Frima Pandapotan S (1107036237)

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL DASAR PROSES DAN

OPERASI PABRIK PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS RIAU

2012

Abstrak

Pompa adalah suatu mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melaui suatu media perpipaan dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung secara terus-menerus. Salah satu jenis pompa yang banyak digunakan dalam industri kimia adalah pompa sentrifugal. Prinsip pengoperasian pompa sentrifugal adalah mengubah kecepatan fluida menjadi tekanan. Percobaan ini bertujuan agar dapat menjelaskan pengoperasian pompa sentrifugal dan karakteristiknya. Parameter utama yang dipelajari yaitu dengan mengkaji laju aliran (flowrate), tinggi tekan (pressure head), power dan efisiensi pompa tunggal dan pompa ganda, baik yang disusun secara berurutan maupun serempak, dengan memvariasikan bukaan kerangan, yakni : 90°, 80°, 70°, 70°, 80°, dan 90°. Kurva karakteristik pompa sentrifugal, baik yang disusun tunggal, secara berurutan maupun serempak, menunjukkan adanya hubungan antara head pompa, power, dan efisiensi terhadap debit aliran air. Seiring dengan bertambahnya debit aliran air, head pompa akan cenderung menurun, sedangkan power dan efisiensi pompa akan semakin meningkat. Head pompa, power dan efisiensi yang dihasilkan pada pompa tunggal berturut-turut adalah: 10,28 meter; 42,71 watt; dan 1,61%; pada pompa ganda berurutan: 10,91 meter; 39,55 watt; dan 1,52%; serta pada pompa ganda serempak: 10,38 meter; 48,82 watt; dan 1,69%. Berdasarkan hasil percobaan, pemasangan pompa secara berurutan akan meningkatkan head pompa, sedangkan pemasangan pompa secara serempak akan meningkatkan debit aliran air.

Kata kunci : pompa, pompa sentrifugal, head pompa, power, efisiensi, debit aliran.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Dasar Teori

Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan

cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan

dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung

secara terus menerus. Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan

tekanan antara bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan

kata lain, pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga

(penggerak) menjadi tenaga kinetis (kecepatan), dimana tenaga ini berguna untuk

mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran.

1.1.1 Pengertian Pompa Sentrifugal

Gaya sentrifugal ialah sebuah gaya yang timbul akibat adanya gerakan

sebuah benda atau partikel melalui lintasan lengkung (melingkar). Pompa

sentrifugal merupakan satu alat transportasi fluida yang banyak digunakan di

industri kimia, mulai dari pengumpan reaktor sampai ke pendistribusian air dari

unit pengolah ke tempat lainnya. Beberapa keunggulan pompa sentrifugal

dibanding jenis lainnya adalah biaya pengoperasian dan perawatannya yang relatif

lebih murah, memerlukan tempat peletakan yang lebih kecil dan tidak

menghasilkan aliran yang berdenyut/bergetar (nonpulsating flow).

Praktikum pompa sentrifugal ini akan menjelaskan dasar pengoperasian

pompa sentrifugal dan karekteristiknya. Percobaan-percobaan yang dilakukan

akan mengkaji laju aliran (flow rate), tinggi tekan (pressure head), dan efisiensi

pompa tunggal dan pompa ganda, baik yang dipasang berurutan (series) maupun

serempak (parallel).

Prinsip pengoperasian pompa sentrifugal adalah mengubah kecepatan fluida

menjadi energi tekanan. Secara umum, pompa sentrifugal terdiri dari tiga bagian,

saluran masuk (inlet duct), baling-baling (impeller), dan saluran keluar (volute).

Gaya sentrifugal ialah sebuah gaya yang timbul akibat adanya gerakan

sebuah benda atau partikel melalui lintasan lengkung (melingkar). Prinsip-prinsip

dasar pompa sentrifugal ialah sebagai berikut:

1. Gaya sentrifugal bekerja pada impeller untuk mendorong fluida ke sisi luar

sehingga kecepatan fluida meningkat

2. Kecepatan fluida yang tinggi diubah oleh casing pompa (volute atau

diffuser) menjadi tekanan atau head.

Luasan aliran pada mata impeller pompa biasanya lebih kecil dari daripada

luasan aliran pipa hisap pompa atau luas aliran yang melalui baling baling

impeller. Ketika cairan dipompakan memasuki mata pompa sentrifugal,

pengurangan luas area aliran terjadi seiring penambahan kecepatan aliran seiring

dengan pengurangan tekanan. Jumlah aliran pompa yang lebih besar, penurunan

tekanan yang lebih besar antara lubang hisap pompa dengan mata impeller.




Pompa sentrifugal merupakan salah satu peralatan yang paling sederhana dalam

berbagai proses pabrik.

Pompa sentrifugal dalam pengoperasiannya dapat dipelajari dari

karakteristiknya yang berupa variabel-variabel dasar seperti head pompa (H), daya

yang dipasok (Pin), daya yang keluar (Pout), debit aliran (Q), dan efisiensi pompa

(). Dari kurva karakteristik ini dapat ditentukan kondisi operasi terbaiknya.

Pemasangan pompa secara berurutan berguna untuk meningkatkan head pompa

sedangkan pemasangan serempak berguna untuk meningkatkan debit aliran.

Hubungan antar bentuk energi dalam pengoperasian pompa diperoleh dari

Hukum I Termodinamika, dengan mengamsumsikan suatu unit massa fluida yang

mengalir melalui suatu ‘control volume’. Hubungan tersebut dituliskan seperti

persamaaan (1) berikut,

−W s=ΔV 2

2+gΔz+∫ ¿

P1

P2

vdP+ F ¿

.......................................................................(1)

yang mana,

-Ws adalah kerja mekanik poros pompa terhadap fluida

ΔV

2

2 adalah perubahn energi kinetik fluida

gΔz adalah perubahan energi potensial fluida

∫ ¿

P1

P2

vdP ¿

adalah perubahan energi tekanan,

Untuk fluida yang tak mampu mampat (incompressible), sepanjang aliran

densiti (

ρ

), fluida akan tetap sama (constant). Sehingga bentuk suku

∫ vdP

akan

sama dengan

∫ dP/ ρ

atau (P2-P1) /

ρ

, yang mana P2 merujuk pada buangan

(discharge/outlet) pompa dan P1 pada isapan (inlet) pompa. Sedangkan F,

merupakan energi yang hilang akibat gesekan, sebagai panas yang keluar

kelingkungan ataupun pemanasan fluida dari suatu sumber panas di luar aliaran

1.1.2 Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal




Pompa sentrifugal merupakan salah satu peralatan yang paling sederhana

dalam berbagai proses pabrik.

Gambar 1.1 dan 1.2 memperlihatkan bagaimana pompa jenis ini beroperasi:

Cairan dipaksa menuju sebuah impeler oleh tekanan atmosfir, atau

dalam hal jet pump oleh tekanan buatan.

Baling-baling impeler meneruskan energi kinetik ke cairan, sehingga

menyebabkan cairan berputar. Cairan meninggalkan impeler pada

kecepatan tinggi.

Impeler dikelilingi oleh volute casing atau dalam hal pompa turbin

digunakan cincin diffuser stasioner. Volute atau cincin diffuser

stasioner mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan.

Untuk lebih jelasnya mengenai bagian-bagian pompa sentrifugal dapat

dilihat pada Gambar 1.1 dan Gambar 1.2 berikut:

Gambar 1.1 Bagian-bagian pompa sentrifugal (Geankoplis, CJ. 1997.

Transport Processes and Unit Operations. 3rd edition).

Gambar 1.2 Bagian-bagian pompa Sentrifugal (Geankoplis, CJ. 1997.

Transport Processes and Unit Operations. 3rd edition).

Pompa sentrifugal mempunyai sebuah impeller (baling-baling) untuk

mengangkat fluida dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi.

Daya dari luar menuju ke poros pompa secara tegak lurus. Karena timbul gaya

sentrifugal maka zat cair mengalir dari tengah impeller ke luar melalui saluran

diantara sudu-sudu. Disini head tekanan zat cair menjadi lebih tinggi. Demikian

pula head kecepatannya menjadi lebih tinggi karena mengalami percepatan. Zat

cair yang keluar melalui impeller ditampung oleh saluran berbentuk volut (spiral)

yang mengelilingi impeller dan disalurkan keluar pompa melalui nosel. Di dalam

nosel ini sebagian head kecepatan aliran diubah menjadi head tekanan. Jadi

impeller pompa berfungsi memberikan kerja pada zat cair sehingga energi yang

dikandungnya menjadi lebih besar. Dari uraian diatas jelas bahwa pompa

sentrifugal dapat mengubah energi mekanik dalam bentuk kerja poros menjadi

energi fluida. Energi inilah yang mengakibatkan perubahan head tekanan.

1.1.3. Head dan Daya Pompa

W O=(V 22−V 1

2

2 )+g (z2−z1 )+( P2−P1

ρ )………………………………………..(2)

Bentuk kerja Wo, menggambarkan kerja actual yang dilakukan pada tahap-

tahap perubhan energi dari unit massa fluida. Bentuk kerja actual ini juga bisa

sinyatakan sebagai Total Head Dinamik (Total Dynamic Head) pompa, dengan

mengkonversi unit kerja per massa menjadi ‘Head’ yang dinyatakan dengan

satuan panjang, dengan membagi persamaan (2) dengan percepatan gravitasi g.

H=(V 2

2

−V 1

2

2 g )+( z2−z1)+( P2−P1

ρg ) …………………………………………(3)

Jika diameter pipa isap (Dp1) tidak sama, maka kecepatan fluida melintas

masuk pada titik 1 V1, juga tidak sama dengan kecepatan fluida yang melewati

titik 2 V2. Nilai V1 dan V2 dapat dengan mudah dicari melalui hubungan

kontinuitas fluida dengan syarat debit aliran Q diketahui.

Q=

π Dp12

4V 1=

π Dp22

4V 2

………………………………………..................(4)

Peningkatan tekanan fluida yang melalui pompa ΔP=(P2−P1 ) , dapat

dinyatakan dengan perbedaan pengukuran tekanan pada titik 1 dan 2. Untuk

pengukuran peningkatan tekanan ΔP dengan manometer nilai dapat dengan

mudah diselesaikan melalui persamaan berikut :

ΔP=P2−P1=hm (ρm−ρw )g…………………………………………..(5)

Dengan hm adalah beda tinggi bacaan merkuri pada manometer, m

ρm adalah densiti merkuri, kg/ m3

ρw adalah densiti air, kg/ m3

Sehingga nilai

( P2−P 1

ρ )=hm (ρm−ρw )………………………………………………...............(6)

Dengan mensubstitusi persamaan (4) dan (6) ke dalam persamaan (3), maka total

head dinamik untuk system pemompaan fluida dari titik 1 ke 2 dapat dihitung

dengan persamaan berikut,

H= 8Q2

gπ2 Dp12 [( Dp1

Dp2)4

−1]+ (z2−z1 )+hm (ρm−ρw ) …………………………..(7)

Daya yang dihasilkan pompa, biasanya disebut dengan water horsepower,

sebanding dengan laju kerja yang dilakukan terhadap fluida. Daya ini merupakan

kombonasi dari laju alir dan tinggi tekan yang dihasilkan pompa, nilainya dapat

dihitung melalui persamaan berikut,

Pout=gQH ρ ……………………………………………………………………(8)

dengan :

Pout adalah daya yang dihasilkan pompa, watt (Joule/detik)

G adalah percepatan gravitasi, m2/ detik

Q adalah debit aliran, m3/ detik

H adalah total head pompa, m

ρ adalah densiti fluida yang dipompakan, kg/ m3

1.1.4 Karakteristik Pompa Sentrifugal

Kemampuan suatu pompa dalam pengoperasiannya dapat dipelajari dari

karakteristiknya (pump characteristic). Variabel-variabel dasar yang muncul

dalam kurva karakteristik tersebut adalah, daya yang dipasok pada pompa (input

power), debit aliran Q, head pompa, daya yang dihasilkan pompa (output power),

dan efisiensi pompa.

Jika kemampuan suatu pompa yang dioperasikan tidak memadai untuk suatu

pemakaian, pemasangan pompa ganda dapat dilakukan, baik secara berurutan

maupun serempak. Untuk meningkatkan head pompa, pemasangan dilakukan

secara berurutan, sedangkan untuk meningkatkan debit aliran, pemasangan

dilakukan secara serempak.

1.1.5 Effisiensi

Daya yang digunakan untuk menggerakan pompa biasanya lebih besar dari

daya yang dihasilkan pompa untuk menyemburkan fluida. Kehilangan daya

biasanya disebabkan kehilangan hidrolik, kehilangan volume dan kehilangan

mekanis. Perbandingan daya yang masuk dan keluar sistem pompa dinyatakan

dengan effisiensi η pompa,

=

Pout

pin x 100 %

Terdapat dua bentuk pemindahan daya yang terjadi dalam sistem pompa,

yaitu daya listrik (electrical power), yang dipindahkan menjadi daya mekanis

melalui motor pompa, dan daya mekanis yang memutar poros, dan kemudian

memutar baling-baling pompa, dan memindahkan gaya tersebut ke fluida.

Masing-masing pemindahan gaya tersebut memiliki efisiensi tersendiri, termasuk

efisiensi pompa keseluruhan (overall pump efficiency). Walaupun efisiensi

mekanis tidak dihitung, efisiensi pompa keseluruhan dapat ditentukan, jika besar

tegangan dan arus listrik yang memasukkan daya ke pompa diketahui. Daya listrik

yang masuk ke pompa merupakan hasil kali tegangan dan arus listrik yang masuk

ke pompa,

Pin=V xI ………………………………………………………………………...(9)

dengan:

Pin = besarnya daya listrik yang masuk, Watt

V = besarnya tegangan listrik, Volt

I = kuat arus listrik, Ampere

1.2 Tujuan Percobaan

1.2.1 Tujuan Percobaan 1 : Pengoperasian Pompa Tunggal

Adapun tujuan dari percobaan 1 antara lain :

1. Mengoperasikan pompa sentrifugal dengan kecepatan putar tetap.

2. Mengukur debit aliran dan tekanan di sisi isapan dan semburan

pompa.

3. Membuat kurva karakteristik pompa sentrifugal, yang terdiri dari

debit aliran, head pompa dan efisiensi pompa keseluruhan.

1.2.2 Tujuan Percobaan 2 : Pengoperasian Pompa Ganda Berurutan


1. Mengoperasikan pompa sentrifugal ganda yang disusun secara

berurutan.

2. Membuat kurva karakteristik pompa sentrifugal ganda yang disusun

secara berurutan, meliputi debit aliran, head pompa dan efisiensi

pompa keseluruhan.

1.2.3 Tujuan Percobaan 3 : Pengoperasian Pompa Ganda Serempak


1. Mengoperasikan pompa sentrifugal ganda yang disusun secara

serempak.

2. Membuat kurva karakteristik pompa sentrifugal ganda yang disusun

secara serempak, meliputi debit aliran, head pompa dan efisiensi

pompa keseluruhan.

BAB II

METODOLOGI PERCOBAAN

2.1 Peralatan Percobaan

Peralatan utama berupa test rig pompa sentrifugal, terdiri dari :

1. Pompa, 3 unit (220 volts; 2900 rpm)

2. Bak air (0.50 x 0.39 x 0.50 m)

3. Pipa dan Valve

4. Manometer air raksa

5. Digital multitester, 2 unit

Peralatan pendukung, berupa :

1. Stopwatch 3. Wadah penampung air

2. Gelas ukur 4. Busur

Gambar 2.1. Rangkaian Alat Praktikum Pompa Sentrifugal

2.2 Bahan

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah air.

2.3 Prosedur Kerja

2.3.1. Prosedur Kerja Pompa Tunggal :

1. Bak penampung masukkan dengan air setinggi ¾ dari tinggi bak.

2. Kerangan V1 dan V5 dibuka penuh sementara kerangan V2,V3,V4 ditutup

termasuk kerangan yang menuju manometer.

3. Multitester dipasang pada soket sambungan pompa 1.

4. Pompa dihidupkan dan biarkan beroperasi dengan debit aliran tetap.

5. Kerangan pada manometer M1 dibuka dan catat beda ketinggian raksa pada

manometer.

6. Volume air yang ditampung dan waktu yang dibutuhkan untuk

menampung air diukur dengan gelas ukur dan stopwatch, dan kuat arus

dicatat dari pembacaan multitester.

7. Setelah selesai pompa dimatikan dan manometer ditutup.

8. Ulangi langkah diatas dengan variasi bukaan V5 90°, 80°, 70°, 70°, 80°,

dan 90°.

2.3.2. Prosedur Kerja Pompa Ganda Berurutan :

1. Kerangan V3, V4, V5 buka sementara yang lain tertutup termasuk kerangan

yang menuju manometer.

2. Multitester pasang pada soket sambungan pompa 2 dan 3

3. Pompa 2 dihidupkan dilanjutkan dengan pompa 3 dan biarkan beroperasi

dengan debit aliran tetap.

4. Kerangan pada manometer M2 dibuka dan catat beda ketinggian raksa pada

manometer.



masing-masing pompa dicatat dari pembacaan multitester.

6. Setelah selesai pompa dimatikan dan kerangan menuju manometer ditutup.


dan 90°.

2.3.3.Prosedur Kerja Pompa Ganda Serempak :

1. Kerangan V1 dan V5 dibuka sementara yang lain tertutup termasuk

kerangan yang menuju manometer.

2. Multitester pasang pada soket sambungan pompa 1 dan 2.

3. Pompa 1 dan pompa 2 dihidupkan dan biarkan beroperasi dengan debit

aliran tetap.

4. Kerangan pada manometer M1 dibuka dan catat beda ketinggian raksa

pada manometer.



masing-masing pompa dicatat dari pembacaan multitester.

6. Setelah selesai, kerangan manometer ditutup dan pompa dimatikan.


dan 90°.

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Percobaan Menggunakan Pompa Tunggal

0.0002 0.00025 0.0003 0.00035 0.0004 0.000450

5

10

15

20

25

30

35

40

45

head (m)efisiensi (%)power

Q ,Debit aliran (m³/det)

P,Po

wer

(watt

)H,

Hea

d (m

)Ƞ,

efis

iens

i (%

)

Gambar 3.1.1. Kurva karakteristik pompa tunggal

Gambar 3.1.1. di atas merupakan kurva head pompa H, efisiensi η, dan

power P pada pompa tunggal diplotkan dalam suatu grafik sebagai fungsi debit

aliran Q. Berdasarkan grafik di atas membuktikan bahwa semakin besar debit

aliran maka head pompa semakin kecil, sedangkan power dan efisiensi cenderung

semakin besar. Grafik 3.1 memperlihatkan bahwa efisiensi maksimum pompa

tunggal tercapai pada 1,61% yang menandakan kondisi optimum operasi pompa

tersebut, dengan tinggi head pompa 10,28 meter dan power 42,71 watt. Berikut ini

merupakan grafik H vs Q, vs Q dan P vs Q secara terpisah dari kurva

karakteristik pompa tunggal pada gambar 3.1.1 di atas :

0.0002 0.00025 0.0003 0.00035 0.0004 0.000458.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

head

Q, Debit aliran (m³/det)

Head

pom

pa (m

)

Gambar 3.1.2 Kurva hubungan head pompa dengan debit aliran pada

pompa tunggal

0.0002 0.00025 0.0003 0.00035 0.0004 0.000450

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

efisiensi


Ƞ, E

fisie

nsi (

%)

Gambar 3.1.3 Kurva hubungan efisiensi pompa dengan debit aliran pada

pompa tunggal

0.0002 0.00025 0.0003 0.00035 0.0004 0.000450

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Power


P, P

ower

(watt

)

Gambar 3.1.4 Kurva hubungan power pompa dengan debit aliran pada

pompa tunggal

3.2. Percobaan Menggunakan Pompa Ganda secara Berurutan

0.00028 0.0003 0.00032 0.00034 0.00036 0.000380

5

10

15

20

25

30

35

40

45

head efisiensiPower


P,Po

wer

(watt

)H,

Head

(m)

Ƞ, E

fisie

nsi (

%)

Gambar 3.2.1. Kurva karakteristik pompa ganda berurutan

Gambar 3.2.1 di atas merupakan kurva head pompa H, efisiensi η, dan

power P pada pompa ganda yang disusun secara berurutan diplotkan dalam suatu

grafik sebagai fungsi debit aliran Q. Berdasarkan grafik di atas dapat dilihat

bahwa semakin besar debit alir maka head pompa semakin kecil, sedangkan

efisiensi dan power cenderung semakin besar. Kondisi optimum dicapai pada

efisiensi 1,52 %. Pada kondisi optimum tersebut, head pompa yang dicapai

sebesar 10,91 meter dengan power 39,55 watt. Berikut ini merupakan grafik H vs

Q, vs Q dan P vs Q secara terpisah dari kurva karakteristik pompa ganda

berurutan pada gambar 3.2.1 di atas :

0.00028 0.0003 0.00032 0.00034 0.00036 0.000380

2

4

6

8

10

12

head


H, H

ead

Pom

pa (m

)

Gambar 3.2.2. Kurva hubungan head pompa dengan debit aliran pada

pompa ganda berurutan.

0.00028 0.0003 0.00032 0.00034 0.00036 0.000380

0.20.40.60.8

11.21.41.6

efisiensi


Ƞ, E

fisie

nsi (

%)

Gambar 3.2.2. Kurva hubungan efisiensi pompa dengan debit aliran pada


0.00028 0.0003 0.00032 0.00034 0.00036 0.000380

5

10

15

20

25

30

35

40

45

power


P,Po

wer

(watt

)

Gambar 3.2.3 Kurva hubungan power pompa dengan debit aliran pada


3.3. Percobaan Menggunakan Pompa Ganda secara Serempak

0.0003 0.00035 0.0004 0.00045 0.00050

10

20

30

40

50

60

headefisiensipower


P, P

ower

(watt

)H,

Hea

d (m

)Ƞ

, Efis

iens

i (%

)

Gambar 3.3.1 Kurva karakteristik pompa ganda serempak

Gambar 3.3.1 di atas merupakan kurva head pompa H, efisiensi η, dan

power P pada pompa ganda yang disusun secara serempak diplotkan dalam suatu

grafik sebagai fungsi debit aliran Q. Berdasarkan grafik di atas dapat dilihat

bahwa semakin besar debit alir maka head pompa semakin kecil, sedangkan

efisiensi dan power cenderung semakin besar. Kondisi optimum dicapai pada

efisiensi 1,69%. Pada kondisi optimum tersebut, head pompa yang dicapai 10,38

meter dengan power 48,82 watt. Berikut ini merupakan grafik H vs Q, vs Q dan

P vs Q secara terpisah dari kurva karakteristik pompa ganda berurutan pada

gambar 3.3.1 di atas :

0.0003 0.00035 0.0004 0.00045 0.00059.4

9.6

9.8

10

10.2

10.4

10.6

10.8

Head


H, H

ead

pom

pa (m

)

Gambar 3.3.2. Kurva hubungan head pompa dengan debit aliran pada

pompa ganda serempak.

0.0003 0.00035 0.0004 0.00045 0.00050

0.20.40.60.8

11.21.41.61.8

efisiensi


Ƞ, E

fisie

nsi (

%)

Gambar 3.3.3. Kurva hubungan efisiensi pompa dengan debit aliran pada


0.0003 0.00035 0.0004 0.00045 0.00050

10

20

30

40

50

60

power

power


P, P

ower

(watt

)

Gambar 3.3.3. Kurva hubungan power pompa dengan debit aliran pada


3.4. Perbandingan H vs Q Pada Variasi Susunan Pompa Sentrifugal

0.0003 0.00035 0.0004 0.00045 0.00050

2

4

6

8

10

12

pompa tunggalpompa ganda berurutanpompa ganda serempak


H, H

ead

pom

pa (m

)

Gambar 3.4. Kurva H vs Q pada variasi susunan pompa sentrifugal

Jika kemampuan suatu pompa yang dioperasikan tidak memadai untuk suatu

pemakaian, pemasangan pompa ganda dapat dilakukan, baik secara berurutan

maupun serempak. Untuk meningkatkan head pompa, pemasangan dilakukan

secara berurutan, sedangkan untuk meningkatkan debit aliran pemasangan

dilakukan secara serempak.

Berdasarkan gambar 3.4. di atas dapat dilihat bahwa head pompa tunggal

lebih rendah dibandingkan dengan head pompa ganda berurutan. Hal ini sesuai

dengan tujuan pemasangan pompa ganda secara berurutan yaitu untuk

meningkatkan head pompa. Namun debit aliran pompa tunggal tidak sama dengan

debit aliran yang dihasilkan pompa ganda berurutan. Secara teoritis, seharusnya

harga Q sama, baik untuk pompa tunggal maupun pompa yang telah disusun

ganda berurutan. Perbedaan ini terjadi karena kombinasi kurva head-debit secara

teoritis untuk pompa ganda berurutan merupakan penambahan kurva head pompa

tunggal pada debit yang sama, sedangkan pada prakteknya nilai Q tidak dibuat

sama.

Berdasarkan gambar 3.4. di atas juga dapat dilihat bahwa debit pompa

tunggal lebih rendah dibandingkan dengan debit pompa ganda serempak. Hal ini

sesuai dengan tujuan pemasangan pompa ganda secara serempak yaitu untuk

meningkatkan debit aliran. Namun head pompa tunggal tidak sama dengan head

yang dihasilkan pompa ganda serempak. Secara teoritis, seharusnya harga H

sama, baik untuk pompa tunggal maupun pompa yang telah disusun ganda

serempak. Perbedaan ini terjadi karena kombinasi kurva head-debit secara teoritis

untuk pompa ganda serempak merupakan penambahan kurva debit pompa tunggal

pada head yang sama, sedangkan pada prakteknya nilai H tidak dibuat sama.

Selain itu, adanya kehilangan tekan sistem perpipaan antara pompa juga menjadi

penyebab sulitnya mendapatkan hasil yang sesuai dengan teoritis.

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan

1. Kurva karakteristik pompa sentrifugal, baik yang disusun tunggal, secara

berurutan maupun serempak, menunjukkan adanya hubungan antara head

pompa, power, dan efisiensi terhadap debit aliran air. Seiring dengan

bertambahnya debit aliran air, head pompa akan cenderung menurun,

sedangkan power dan efisiensi pompa akan semakin meningkat.

2. Untuk pompa sentrifugal yang disusun tunggal, didapat efisiensi

maksimum sebesar 1,61% dengan tinggi head pompa yang dicapai

sebesar 10,28 meter dan power yang dihasilkan sebesar 42,71 watt.

3. Untuk pompa sentrifugal yang disusun secara berurutan, didapat efisiensi



4. Untuk pompa sentrifugal yang disusun secara serempak, didapat efisiensi



5. Perbandingan kurva karaktristik head-debit untuk setiap variasi susunan

pompa sentrifugal menunjukkan adanya peningkatan head pompa pada

pompa yang disusun secara berurutan, sedangkan peningkatan debit

aliran terjadi pada pompa yang disusun secara serempak.

4.2. Saran

1. Praktikan harus teliti dalam mengatur bukaan kerangan V5. Kesalahan

dalam perlakuan ini akan berpengaruh terhadap perhitungan debit aliran,

head pompa, power dan efisiensi pompa.

2. Tutup kerangan menuju manometer secepat mungkin jika raksa tersedot

ke dalam selang yang menuju ke sistem perpipaan.

DAFTAR PUSTAKA

Geankoplis, CJ. 1997. Transport Processes and Unit Operations. 3rd edition. Eastern Economy Edition. Prentice-Hall of India Private Ltd. New Delhi, India.

Tim Laboratorium Dasar Proses dan Operasi Pabrik Program Studi D-III Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Riau. 2012. Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia I. Pekanbaru

LAMPIRAN A

LAPORAN SEMENTARA

Judul Praktikum : Pompa Sentrifugal

Hari/Tanggal Praktikum : Minggu / 16 Desember 2012

Pembimbing : Zulfansyah, ST., MT.

Asisten Laboratorium : Saut Melky Joel

Nama Kelompok III : Boy Presley Panjaitan (1107035582)

Elvira Idha Cahyati (1107035649)

Frima Pandapotan S (1107036237)

A.1 Data spesifikasi peralatan

Berikut ini merupakan data spesifikasi peralatan yang digunakan :

a. Ukuran bak penampung = (0,5 x 0,39 x 0,5) m3

b. Diameter impeller pompa = 0,08 m

c. Diameter pipa = 0,019 m

d. Putaran pompa = 2850 rpm

e. Tegangan daya masuk pompa = 220 volts

f. Tinggi air dari datum level = 0,3 m

g. Tinggi input pompa dari datum (z1) = 0,1 m

h. Tinggi output pompa dari datum (z2) = 0,75 m

A.2 Data Hasil Percobaan

Data hasil percobaan pompa sentrifugal, baik yang disusun secara tunggal,

ganda berurutan, maupun ganda serempak dapat dilihat pada tabel-tabel di bawah

ini :

Tabel A.1 Data hasil percobaan untuk pompa tunggal

RunBukaan

Kerangan

Volume air yang

ditampung (ml)

Waktu untuk

menampung

(sekon)

Beda Tinggi

Manometer (mmHg)

Kuat arus masuk ke pompa 1

(A)

1 900 560 1,32 765 12,0

2 800 460 1,25 815 12,1

3 700 420 1,74 850 12,2

4 700 460 1,52 780 12,2

5 800 480 1,44 720 12,2

6 900 520 1,39 700 12,1

Tabel A.2 Data hasil percobaan untuk pompa ganda berurutan

RunBukaan

Kerangan

Volume air yang

ditampung

(ml)

Waktu untuk

menampung(sekon)

Beda Tinggi

Manometer (mmHg)


(A)


(A)

1 900 460 1,53 660 12,1 11,9

2 800 490 1,39 670 12,1 11,9

3 700 520 1,39 815 12,0 11,6

4 700 480 1,44 780 12,0 11,6

5 800 540 1,48 675 12,0 11,8

6 900 460 1,39 635 12,1 11,9

Tabel A.3 Data hasil percobaan untuk pompa ganda serempak

RunBukaan

Kerangan

Volume air yang

ditampung

(ml)

Waktu untuk

menampung(sekon)

Beda Tinggi

Manometer (mmHg)


(A)


(A)

1 900 510 1,44 787 13,0 13,0

2 800 660 1,57 737 13,0 13,1

3 700 740 1,53 773 13,1 13,1

4 700 660 1,44 744 13,1 13,1

5 800 640 1,50 727 12,8 12,9

6 900 580 1,39 776 12,7 12,7

Pekanbaru, 16 Desember 2012

Teknisi Asisten

Yulina, S.Pd Saut Melky Joel

LAMPIRAN B

PERHITUNGAN

Berikut ini merupakan contoh perhitungan pada pompa tunggal dengan

bukaan kerangan 900 :

a. Menghitung debit air

Q = 560 ml / 1,32 s = 424,24 ml/s = 0,000424 m3/s

b. Menghitung nilai Pin,

Pin = V. I

= 220 V x 12,0 A = 2.640 watt

c. Menghitung head pompa,

H = 8Q2

g π2 Dp12 [( Dp1

Dp2)−1]+ ( z2−z1 )+h m( ρm−pw)

= 8 x 0,0004242

9,8 x3,142 x 0,0192 [( 0,0190,019 )−1]+ (0,75−0,1 )+0,765(13,6−1)

= 10,28 m

d. Menghitung Pout

Pout = g . Q . H .

= 9,8 m/s2 x 0,000424 m3/s x 10,28 m x 1000 kg/m3

= 42,71 J/s = 42,71 watt

e. Menghitung efisiensi,

=

Pout

pin x 100 %

= 42,712.640

x 100 % = 1,61%

Perhitungan di atas digunakan juga untuk menentukan harga Q, Pin, H, Pout,

dan selanjutnya, baik untuk pompa tunggal, ganda berurutan, maupun ganda

serempak, sehingga didapat hasil seperti terlihat pada tabel-tabel di bawah ini :

Tabel B.1. Pompa Tunggal

No.Bukaan

Kerangan

Q

(m³/s)

hm

(mHg)

H

(m)

Pin

(watt)

Pout

(watt)

Efisiensi

(%)

1 900 0,000424 0,765 10,28 2.640 42,71 1,61

2 800 0,000368 0,815 10,91 2.662 39,34 1,47

3 700 0,000241 0,850 11,36 2.640 26,83 1,01

4 700 0,000302 0,780 10,47 2.640 30,98 1,17

5 800 0,000333 0,720 9,72 2.640 31,72 1,20

6 900 0,000374 0,700 9,47 2.662 34,70 1,30

Tabel B.2. Pompa Ganda Berurutan

No

.

Bukaan

Kerangan

Q

(m³/s)

hm

(mHg)

H

(m)

Pin

(watt)

Pout

(watt)

Efisiensi

(%)

1 900 0,0003 0,660 8,96 2.640 26,34 0,99

2 800 0,00035 0,670 9,09 2.640 31,17 1,18

3 700 0,00037 0,815 10,91 2.596 39,55 1,52

4 700 0,00033 0,780 10,47 2.596 33,85 1,30

5 800 0,00036 0,675 9,15 2.618 32,28 1,23

6 900 0,00033 0,635 8,65 2.640 27,97 1,05

Tabel B.3. Pompa Ganda Serempak

No

.

Bukaan

Kerangan

Q

(m³/s)

hm

(mHg)

H

(m)

Pin

(watt)

Pout

(watt)

Efisiensi

(%)

1 900 0,00035 0,787 10,56 2.860 36,22 1,26

2 800 0,000420 0,737 9,93 2.871 40,87 1,42

3 700 0,00048 0,773 10,38 2.882 48,82 1,69

4 700 0,00045 0,744 10,02 2.882 44,18 1,53

5 800 0,000426 0,727 9,81 2.827 40,95 1,44

6 900 0,00041 0,776 10,42 2.794 41,86 1,49

Pompa Minee

Documents

Transcript of Pompa Minee